SbXI (X=S,Se,Te) bileşiklerinin yapısal, dinamik ve termodinamik özelliklerinin AB initio yöntemiyle incelenmesi
Investigation of structural, dynamic and thermodynamic properties of SbXI (X=S,Se,Te) compounds with AB initio method
Yazar: TAHSİN ÖZER
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN ÇABUK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, ortorombik SbX(= S, Se, Te)I bileşiklerinin yapısal,  elektronik, elastik, Born etkin yükleri, dielektrik, termodinamik, titreşim özellikleri LDA ve GGA yaklaşımı kullanılarak ab initio yöntemine dayalı yoğunluk fonksiyonel teorisi ile hesaplandı. Enerji bant yapısı, SbXI bileşiklerin dolaylı bir bant aralığına sahip olduğunu göstermektedir. SbXI bileşiklerinin elektronik yük dağılımı Sb-X ve Sb-I bağlarının kovalent-iyonik türü olduğunu göstermektedir. Born etkin yükleri, dielektrik geçirgenlik tensörü ve elastik özellikler yoğunluk fonksiyonel pertürbasyon teorisi çerçevesinde hesaplandı. Hesaplanan bağımsız elastik sabitleri SbXI bileşiğinin mekanik olarak kararlı olduğunu göstermektedir. Bu bileşiklerin bulk modülü, kayma modülü, Young modülü, ses hızı, Poisson oranı, kristal anizotropi ve Debye sıcaklıkları gibi bazı temel fiziksel büyüklükler hesaplanan verilerden elde edilmiştir. SbXI'nın fonon durum yoğunluğu ve fonon dispersiyon eğrileri hesaplanan Hellmann-Feynman güçlerine dayalı direkt yöntemi kullanılarak elde edildi. Γ noktasında kızılötesi ve Raman'da aktif fonon kip frekansları bulundu. Ayrıca, SbXI kristallerin Helmholtz serbest enerjisi, iç enerji, ısı kapasitesi ve entropi gibi termodinamik özellikleri harmonik yaklaşımı kullanılarak incelenmiştir.  Elde edilen bulgular mevcut deneysel ve teorik değerlerle karşılaştırıldı.

Abstract:
In this work, the  structural, electronic, elastic, Born effective charges,  dielectrics, thermodynamic, vibrational properties of orthorhombic  SbX(= S, Se, Te)I compounds were  calculated using the LDA  and GGA approximation with density functional theory based on ab initio method. Energy band structures show that SbXI compounds have an indirect band gap. Electronic charge distributions of SbXI compounds suggest that the Sb–X and Sb–I bonds are covalent–ionic type. Born effective charges, dielectric permittivity tensors and elastic properties have been calculated within the framework of density functional perturbation theory. The calculated independent elastic constants indicate that SbXI compounds are mechanically stable. Some fundamental physical quantities such as bulk modulus, shear modulus, sound velocity, Young's modulus, Poisson's ratio, crystal anisotropy and Debye temperatures of these compounds were derived from computed data. The density of phonon states and phonon dispersion curves of SbXI were obtained using the direct method based on computed Hellmann–Feynman forces. The infrared and Raman active phonon mode frequencies at the Γ point are found. The thermodynamic properties of SbXI crystals such as the Helmholtz free energy, internal energy, heat capacity and entropy are also investigated using the harmonic approximation. The obtained results were compared with the existing experimental and other theoretical data.