CaCl2 Fazda SnO2 Kristalinin Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

Mekanik özellikler malzeme bilimi ve teknolojisinde kilit rol oynamaktadır. Mekanik özellikler, değişik basınç altında yoğunluk fonksiyonel teorisine dayanan ab-initio yöntemi ile genelleştirilmiş gradyent yaklaşımı (GGA) kullanılarak hesaplanmıştır.CaCl2 fazındaki SnO2'nin yapısal parametreleri belirlendi. Bağımsız elastik kat sayıları ve bulk modülü, Debye sıcaklığı gibi ilgili polikristal nicelikler Voight -ReussHill yaklaşımları kullanılarak hesaplandı. Ortam basıncında Debye sıcaklığı ve x, y ve z yönlerinde ortalama lineer sıkıştırılabilirlik sırasıyla 487,1K ve 1,89 TPa-1 olarak bulundu. Ayrıca, farklı basınçlarda örgü parametreleri ve elastik sabitler üzerinde regresyon analizi yapıldı ve basınca bağlı olarak regresyon eşitlikleri önerildi. Elde edilen sonuçlar önceki hesaplamalar ve mevcut deneysel verilerle karşılaştırılmıştır.

Investigation of Mechanical Properties of SnO2 Crystals in CaCl2 Type Structure

Mechanical properties play a key role in materials science and technology. The mechanical properties have been computed using the generalized gradient approximation (GGA) with ab-initio method based on density functional theory (DFT) under various pressures. Structural parameters of SnO2 in CaCl2type phase were determined. Independent elastic coefficients and related polycrystalline quantities such as bulk modulus, Debye temperature were calculated using the Voight -Reuss - Hill approximation. The Debye temperature and average linear compressibility in the x, y and z direction at ambient pressure were found to be 487.1 K and 1.89 TPa-1 , respectively. In addition, regression analysis was performed on the lattice parameters and elastic constants at different pressures and the regression equations were suggested depending on the pressure. The obtained results are compared with the previous calculations and available experimental data.

___

  • Beckstein,O., Klepeis, J. E., Hart, G. L. W., Pankratov, O. 2001. First-principles elastic constants and electronic structure of a-Pt2Si and PtSi. Physical Review B, 63, 134112.
  • Blöch, P.E., 1994. Projector augment-wave method, Physical Review B 50/24, 17953-17979.
  • Caglar, Y., Caglar, M., Ilican, S., Yakuphanoglu, F., 2009. Determination of the electronic parameters of nanostructure SnO2/p-Si diode. Microelectronic Engineering 86, 2072-2077.
  • Erdem, I., Kart, H.H., Cagin, T., 2014. High pressure phase transitions in SnO2 polymorphs by firstprinciples calculations. Journal of Alloys and Compounds 587, 638-645.
  • Gracia, L., Beltra´n, A., Andre´s, J., 2007. Characterization of the High-Pressure Structures and Phase Transformations in SnO2. A Density Functional Theory Study. J. Phys. Chem. B, 111, 6479-6485.
  • Gupta, S.D., Gupta, S.K., Jhaa, P.K., Ovsyuk, N.N., 2013. A first principles lattice dynamics and Raman spectra of the ferroelastic rutile to CaCl2 phase transition in SnO2 at high pressure. J. Raman Spectrosc. 44, 926- 933.
  • Haines, J., Leger, J.M., 1997. X-ray diffraction study of the phase transitions and structural evolution of tin dioxide at high pressure: Relationships between structure types and implications for other rutile-type dioxides. Physical Review B, 55, 17, 144 - 154.
  • Hassan, F., Moussawi, S., Noun, W., Salameh, C., Postnikov, A.V., 2013. Theoretical calculations of the high-pressure phases of SnO2. Computational Materials Science, 72, 86 - 92.
  • Kresse, G., Furtmüller, J., 1996. Efficiency of ab-inito total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set, Computational Materials Science 6, 15-20.
  • Kresse, G., joubert, D., 1999. From ultra-soft pseudo potentials to the projector augment -wave method. Physical Review B 59/3, 1758-1775.
  • Nielsen, O. H., Martin, R. C., 1983. First-Principles Calculation of Stress. Phys. Rev. Lett., 50, 697-700.
  • Ohgaki, T., Matsuoka, R., Watanabe, K., Matsumoto, K., Adachi, Y., Sakaguchi, I., Hishita, S., Ohashi, N.,
  • Haneda, H., 2010. Synthesizing SnO2 thin films and characterizing sensing performances. Sensors and Actuators B, 150, 99-104.
  • Özer, T., 2016. SbXI (X=S, Se, Te) bileşiklerinin yapısal, dinamik ve termodinamik özelliklerinin AB initio yöntemiyle incelenmesi. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 167.
  • Page, Y. L., Saxe, P., 2001. Symmetry-general leastsquares extraction of elastic coefficients from ab initio total energy calculations, Phys. Rev. B, 63: 174103.
  • Perdew, J.P., Burke, K., Emzerhof, M., 1996. Generalized Gradient Approximation Made Simple, Physical Review Letters 77/18, 3865-3868.
  • Shieh, S.R., Kubo, A., Duffy, T.S., Prakapenka, V.B., Shen, G., 2006. Phys. Rev. B, 73, 14105.
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Klasik GNSS Veri Değerlendirme Yazılımlarına Alternatif Olarak Web- tabanlı Online Değerlendirme Servisleri

Reha Metin ALKAN, Veli İLÇİ, İ Murat OZULU

Mikronize Kalsit ve Uçucu Kül Katkısının Beton Özelliklerine Etkisinin Araştırılması

Kubilay AKÇAÖZOĞLU, Şükrü Emre GÜLDÜR

PID ve Kesir Mertebeli Kayan Kipli Kontrol Yöntemleri ile Doğru Akım Motorunun Hız Kontrolü

Veysel ÖZBULUR

Malahit Cevherinin Amonyum Nitrat ile Liç Edilmesine Mekanik Aktivasyonun Ektisinin İncelenmesi

Fatih APAYDIN, Mustafa AKÇAY

İyonik Polimer Eyleyicilerde Kullanılan Ag katkılı Grafen-esaslı Elektrot Membranların Özelliklerine İndirgenme Yönteminin Etkisi

Hülya Kaftelen ODABAŞI

Muğla ve Kütahya'dan Toplanan Gymnopus ocior (Pers.) Antonin & Noordel ve Gymnopus dryophilus (Bull.) Murrill Türlerine Ait Örneklerin Klasik Sistematik ve ITS Gen Dizileri ile Analizi

Hakan ALLI, Bekir ÇÖL, İsmail ŞEN, Ezgin TIRPAN, Ebru BALCI, Dilek AKKANAT

Üçdeğerlikli Erbiyum (Er+3) Katkılı BaTa2O6FosforununÜretimi, Yapısal Özellikleri ve Görünür–Yakın Kızılötesi Fotolüminesansı

Mustafa İLHAN

Yatay Borulardaki Isı Transferine Türbülatörlerin Etkilerinin Deneysel Olarak Incelenmesi

Gökhan ÖMEROĞLU, Şendoğan KARAGÖZ, Hossein ABDİ

İnce Katman Aktivasyon Yöntemi için 48Ti(?,n)51Cr Reaksiyon Tesir Kesiti Hesabı

Caner YALÇIN

Sızıntı Suyu Arıtımı Yapan Membran Biyoreaktörlerde Membran Kirlenmesine Etki Eden Faktörler ve Tıkanma Kontrolü

İsmail KOYUNCU, Recep Kaan DERELİ, Necati KAYAALP, Hale ÖZGÜN, Mustafa Evren ERŞAHİN, Burcu ATAY