Cr2ZrSb Heusler Bileşiğinin Yapısal, Elektronik, Manyetik ve Optik Özelliklerinin İlk-Prensip Hesaplamaları ile İncelenmesi
Investigation of the Structural, Electronic, Magnetic and Optical Properties of the Cr2ZrSb Heusler Compound with First-Principle Calculations
Yazar: Kervan, Nazmiye
Dergi: Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Vol. 26 No. 2, 2024
Anahtar kelimeler: Atomic, Molecular and Optical Physics (Other) ; Atomik, Moleküler ve Optik Fizik (Diğer) ; Half-metallic materials,First-principle calculations,Electronic structure,Magnetic properties,Optic properties ; Yarı metalik malzemeler,İlk-prensip hesaplamaları,Elektronik yapı,Manyetil özellikler,Optik özellikler

Bu çalışmada, Cr2ZrSb Heusler bileşiğinin yapısal, elektronik, manyetik ve optik özellikleri ilk-prensip hesaplamaları ile incelenmiştir. Cr2ZrSb Heusler bileşiğinin elektronik yapı hesaplamaları, yoğunluk fonksiyonel teorisini (DFT) temel alan, tam-potansiyel çizgisel genişletilmiş düzlem dalga (FPLAPW) yöntemini uygulayan WIEN2K bilgisayar programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Değiş-tokuş korelasyon potansiyeli için, Perdew-Burke-Ernzerhof’un genelleştirilmiş gradyent yaklaşımı (GGA) kullanılmıştır. Cr2ZrSb bileşiği için AlCu2Mn-tipi yapının CuHg2Ti-tipi yapıya göre daha kararlı olduğu bulunmuştur. Kararlı durumda bileşiğin örgü sabiti 6,39 Å’dur ve toplam manyetik momenti Slater-Pauling kuralı ile uyumlu olacak şekilde 3 μB’dir. Cr2ZrSb bileşiğinin spin-aşağı durumlarının metalik özelliğe sahip olduğu ve spin-yukarı durumlarında ise Fermi seviyesinde 0,662 eV’lik bant boşluğunun olduğu bulunmuştur. Yarı metalik Cr2ZrSb bileşiği, örgü sabitinin 6,3-6,6 Å aralığında %100 spin kutuplanmasını korumaktadır. Ayrıca Cr2ZrSb Heusler bileşiğinin optik özelliklerini incelemek için, dielektrik fonksiyonunun gerçek ve sanal kısımları, elektron enerji kaybı fonksiyonu, soğurma katsayısı, yansıtma, optik iletkenlik, kırılma indisi ve sönme katsayısı rastgele faz yaklaşımında (RPA) hesaplanmıştır.

In this study, the structural, electronic, magnetic, and optical properties of the Cr2ZrSb Heusler compound are examined by first-principles calculations. Electronic structure calculations of the Cr2ZrSb Heusler compound have been carried out using the WIEN2K software package, which implements the full potential linear extended plane wave (FPLAPW) method, based on density functional theory (DFT). For the exchange-correlation potential, Perdew-Burke-Ernzerhof's generalized gradient approximation (GGA) is used. For the Cr2ZrSb compound, the AlCu2Mn-type structure is found to be more stable than the CuHg2Ti-type structure. In stable state, the lattice constant of the compound is 6.39 Å and the total magnetic moment value is 3 μB, which is compatible with the Slater-Pauling rule. It is found that the spin-down states of the Cr2ZrSb compound have metallic properties and that the spin-up states have a band gap of 0.662 eV at the Fermi level. The half-metallic Cr2ZrSb compound maintains 100% spin polarization in the lattice constant range of 6.3 to 6.6 Å. Additionally, to examine the optical properties of the Cr2ZrSb Heusler compound, the real and imaginary parts of the dielectric function, electron energy loss function, absorption coefficient, reflectivity, optical conductivity, refractive index, and extinction coefficient are calculated in the random phase approach (RPA).