Yoğunluk fonksiyoneli teorisi (YFT) kullanılarak LiX2Y (X:Rh, Cu, Pd, Ni, Y: Ge, Si) Heusler yapıların yapısal elektronik ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural, electronic and magnetic properties of LiX2Y (X:Rh, Cu, Pd, Ni, Y: Ge, Si) Heusler compounds by using density functional theory
Yazar: SEYFETTİN AYHAN
Danışman: DOÇ. DR. GÜLTEN KAVAK ; PROF. DR. HARUN AKKUŞ
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde LiX2Y (X:Rh, Ni, Cu, Pd; Y: Si, Ge) Heusler fazlı sekiz adet bileşiğin yapısal, elektronik ve manyetik özelliği Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi, FPLAPW metodu ile WIEN2K kodu kullanılarak araştırıldı.  Yapısal optimizasyon dört farklı potansiyel (PBE-GGA, WC-GGA, LDA ve PBEsol)  seçeneğine bağlı olarak yapıldı. Yapısal optimizasyondan bileşiklerin birim hücre parametreleri, toplam enerjisi ve bulk modülü belirlendi. Farklı potansiyeller için hesaplanan birim hücre parametreleri birbiri ve deneysel veriler ile karşılaştırıldığında en iyi sonucu PBE-GGA potansiyelinin verdiği görüldü. Yapıların durum yoğunluğu eğrisi ve elektronik bant grafiği spin yönelimine bağlı olarak çizildi. Tüm yapıların her iki spin yönelimi için metalik özellik gösterdiği anlaşılmaktadır. İncelenen örneklerin hiçbiri yarı metalik özellik göstermedi. Bileşiklerin manyetik özelliğini belirlemek için PBE-GGA potansiyel seçiminde spin polarize hesaplama yapıldı ve yapıların manyetik momenti elde edildi. Yapıların toplam manyetik momentinin küçük değerler aldığı görülmektedir. Deneysel veriler ile yapılan hesaplamalara göre LiRh2Ge, LiRh2Si ve LiPd2Si bileşikleri diamanyetik özellik gösterirken LiPd2Ge, LiCu2Ge, LiCu2Si, LiNi2Si ve LiNi2Ge paramanyetik özellik göstermektedir. Yapıların elastik özellikleri M. Jamal tarafından yazılan cubic-elastic kodu kullanılarak incelendi. Yapıların elastik sabitleri, bulk modülü, young modülü, kesme modülü ve poisson oranı hesaplandı. Tüm yapıların Born kararlılık şartına uyduğu dolayısıyla mekanik olarak kararlı olduğu görüldü. Elde edilen sonuçların deneysel veriler ve önceki çalışmalar ile uyumlu olduğu görülmektedir

Abstract:
In this study we investigated structural, electronic and magnetic properties of LiX2Y (X: Rh, Cu, Pd, Ni Y: Ge, Si) eight Heusler phase compounds with Density Functional Theory based FP-LAPW method implemented in Wien2k packet. We obtained the lattice constant of compounds, total energy and bulk modulus. The calculated unit cell parameters based on four different (PBE-GGA, WC-GGA, LDA and PBEsol) potentials were compared with each other and experimental data. It is seen that PBE-GGA potential gives the best result in the calculation of the structural properties of these compounds. The DOS graph of the compounds and the electronic band graph were drawn depended on the spin orientations. It is understood that all structures exhibit metallic properties regardless of spin orientations.  Half-metallic property did not detected in any compounds. In order to determine the magnetic properties of the compounds, the PBE-GGA spin polarized calculations was carried out and the magnetic moments of the structures were obtained. the total magnetic moment of the all compounds have small values. Results shows The LiPd2Ge, LiCu2Ge, LiCu2Si, LiNi2Si and LiNi2Ge compounds have paramagnetic properties and LiRh2Ge, LiRh2Si and LiPd2Si have diamagnetic features. Elastic properties of structures were investigated using cubic-elastic code developed by M. Jamal. We calculated elastic constants, bulk modulus, young modulus, shear modulus and poisson ratio of all compounds. It is seen that all the structures were mechanically stable because they confirmed to Born's criteria. The obtained results have good agreement with previous works and experimental results.