Ti2YTl (Y=Ir, Rh) ve Ti2RuZ (Z=Tl, Al) Heusler alaşımlarının yapısal, elektronik, manyetik ve elastik özelliklerinin yoğunluk fonksiyonel teorisi ile incelenmesi
Investigation of structural, electronic, magnetic, and elastic properties of Ti2YTl (Y=Ir, Rh) and Ti2RuZ (Z=Tl, Al) Heusler alloys with density functional theory
Yazar: YELİZ GÜLEŞCİ KARTAL
Danışman: PROF. DR. ZİYA MERDAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Ferromanyetik = Ferromagnetic ; Medea = Medea ; Yarı iletkenlik = Semiconductivity ; Yoğunluk fonksiyonu teorisi = Density function theory

Özet:
Hg2CuTi tipi kristal yapıya sahip Ti2YTl (Y=Ir, Rh) ve Ti2RuZ (Z=Tl, Al) tam Heusler alaşımlarının yapısal, elektronik, manyetik ve elastik özelliklerinin araştırıldığı bu çalışmada yoğunluk fonksiyonel teorisini (DFT) içeren genelleştirilmiş gradient yaklaşımından (GGY) yararlanıldı. Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) programı kullanılarak yapılan hesaplamalar sonucunda Ti tabanlı bu alaşımların toplam manyetik momentleri sırasıyla 2,01; 2,00; 1,01 ve 1,04 µB olarak belirlendi. Alaşımların tamamı yarı metal ferromanyetik malzemedir. Alaşımlara ait toplam manyetik moment değerlerinin Slater Pauling (SP) kuralına uyduğu gözlenmiştir. Malzemelere ait denge durumundaki örgü parametresi değerleri sırasıyla Ti2YTl (Y=Ir, Rh) ve Ti2RuZ (Z=Tl, Al) tam Heusler alaşımları için sırasıyla 6,48; 6,48; 6,48 ve 6,23 Å olarak hesaplandı. Elektronik bant yapısı için gerçekleştirilen hesaplamalar sonucunda elde edilen grafiklerden alaşımların tamamının spin yukarı durumda metalik, spin aşağı durumda yarıiletken özellikte olduğu görüldü. Spin aşağı durumda yarıiletkenliğe sebep olan bant boşluğu değerleri Ti2YTl (Y=Ir, Rh) ve Ti2RuZ (Z=Tl, Al) tam Heusler alaşımları için sırasıyla 0,73 eV; 0,66 eV; 0,382 eV ve 0,46 eV olarak bulundu.

Abstract:
In this study, in which the structural, electronic, magnetic and elastic properties of Ti2YTl (Y=Ir, Rh) and Ti2RuZ (Z=Tl, Al) full Heusler alloys with Hg2CuTi type crystal structure were investigated, generalized gradient approach (GGA) including density functional theory (DFT) was used. As a result of the calculations made using the Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) program, the total magnetic moments of these Ti based alloys were determined as 2,01; 2,00; 1,01 and 1,04 µB, respectively. All of the alloys are half-metal ferromagnetic materials. It has been observed that the total magnetic moment values of the alloys comply with the Slater Pauling (SP) rule. The lattice parameter values of the materials in equilibrium were calculated as 6,48; 6,48; 6,48 and 6,23 Å for Ti2YTl (Y=Ir, Rh) ve Ti2RuZ (Z=Tl, Al) full Heusler alloys, respectively. From the graphs obtained as a result of the calculations for the electronic band structure, it was seen that all of the alloys were metallic in the spin-up state and semiconductors in the spin-down state. The band gap values causing semiconductivity in the spin-down state have been found as 0,73 eV, 0,66 eV, 0,382 eV, and 0,46 eV for Ti2YTl (Y=Ir, Rh) and Ti2RuZ (Z=Tl, Al) full Heusler alloys, respectively.