MgAuSn bileşiğinin elektronik yapısının ve titreşim özelliklerinin yoğunluk fonksiyon teorisi ile incelenmesi
Investigation of electronic structure and vibrational properties of the MgAuSn compund within density functional theory
Yazar: NİHAT ARIKAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÖKAY UĞUR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Lineer tepki yaklaşımında, pseudo-potansiyel metot ve yerel yoğunlukyaklaşımı kullanılarak MgAuSn' nin kübik AlLiSi fazında yapısal ve elektroniközelliklerini hesapladık. Bu materyalin örgü sabiti 6.39 Ã bulundu ve bu değerdeneysel değer olan 6.41 Ã ile uyum içindedir.Örgü sabitinin yanında, kübik AlLiSi fazındaki MgAuSn' nin bulk modülü vebulk modülünün basınç türevi verildi. Bu materyalin elektronik bant yapısıyüksek simetri yönleri boyunca hesaplandı. Bizim hesaplamalarımızdaelektronik bant yapısı son zamanlarda hesaplanan TB-LMTO sonuçlarıylakarşılaştırıldı. Bu bileşik için yapısal ve elektronik özellikleri deneysel ve teorikolarak çalışılmasına rağmen, fononları henüz deneysel yada teorik olarakçalışılmamıştır. Bununla birlikte, titreşim özellikleri özgül sıcaklık, termalgenleşme, ısı iletimi ve elektron-fonon etkileşmesi için çok önemlidir. BöyleceMgAuSn' nin durum yoğunluğu ve fonon dispersiyon eğrileri hesaplanmasındalineer tepki teorisi kullanıldı. Bölge merkezi fonon modlarının frekansları 143cm-1 ve 213 cm-1 olarak bulundu. Î, X ve L simetri noktalarında seçilmiş fononmodlarının atomik yerdeğiştirme desenleri gösterildi. Bu yerdeğiştirmedesenlerinden, Mg ve Au (veya Sn) arasındaki büyük kütle farkı yüzünden Mgatomlarının titreşimi en yüksek optik fonon modunu oluşturduğu gözlendi.

Abstract:
Using the first-principles pseudopotential LDA approach, we have calculatedstructural and electronic properties of the cubic AlLiSi phase of MgAuSn. Thelattice constant of this material is found to be 6.39 Ã, which is in a goodagrement with the experimental value of 6.41 Ã.In addition to lattice constant, we have presented bulk modulus and thepressure derivative of bulk modulus of the cubic AlLiSi phase of MgAuSn. Theelectronic band structure of this material is also calculated along the highsymmetry directions. Our calculated electronic structure is also compared withrecent tight-binding linear muffin-tin orbital (TB-LMTO) results in detail. Incontrast to the experimental and theoretical works presented on the structuraland electronic properties of this material, phonons in this material has not beenstudied experimentally and theoretically yet. However, vibrational propertiesare very important for specific heats, thermal expansion, heat conduction andelectron-phonon interaction. Thus, linear response theory is used in thecalculations of the phonon dispersion curves and density of states of MgAuSn.The frequencies of zone-center phonon modes are found to be 143, 213 cm-1. Wehave also presented atomic displacement patterns of selected phonon modes atthe Î, X and L symmetry points. From these displacement patterns, we haveobserved that the highest optical phonon mode is characterized by thevibrations of Mg atoms due to large mass differences between Mg and Au (orSn).