Grafen-Benzeri Düzlemsel Bor Karbür Katmanına Sahip XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) Bileşiklerinin Kararlılıklarının İlk-Prensiplerle İncelenmesi

Grafen-benzeri düzlemsel bor karbür katmanına sahip XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) bileşiklerinin yapısal, elektronik, mekanik ve dinamik özellikleri ilk-prensipler yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamaları yapılarak incelendi. Bileşikler için kapsamlı bir kararlılık analizi yapıldı: enerjitik kararlılıklarını tartışabilmek için oluşum entalpileri, mekanik kararlılıklarını tartışabilmek için elastik sabitler ve dinamik kararlılıklarını tartışabilmek için fonon spektrumları hesaplandı. İncelenen bileşikler içinde X=Mg'li yapı hariç diğer bütün kristallerin enerjitik, mekanik ve dinamik kararlı oldukları görüldü. Bundan başka, mekanik özellikleri karakterize edebilmek için, elastik sabitler yardımıyla bulk modülü, makaslama modülü ve Young modülü, alternatif olarak bağ uzunlukları ve kristal geometrisinden gelen bilgiler atomik bilgilerle birleştirilerek bağ dayanımları hesaplandı. Band yapısı hesaplamaları yapılarak bileşiklerin elektronik karakterleri aydınlatıldı.

First-principles stability investigation of XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) compounds with graphene-like planar boron-carbide layer

The structural, electronic, mechanical and dynamical properties of XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) compounds with graphene-like planar boron carbide sheet are investigated by first-principles density functional theory calculations. A complete stability analysis is performed for the compounds: formation enthlpies are calculated to discuss energetic stability, elastic constants are calculated to discuss mechanical stability and phonon spectrum is calculated to discuss dynamical stability. Among the compounds, it is shown that all crystalline compounds except for the compound of X=Mg are energetically, mechanically and dynamically stable. Furthermore, in order to characterize mechanical properties of them, bulk modulus, shear modulus and Young modulus by means of calculated elastic constants, and alternatively bond strengths are calculated by combining crystal geometry and bond length information with atomic information. To clarify electronic behavior of the compounds, band structure calculations are preformed.

___

  • Z. -H.Pan, J. Camacho, M. H. Upton, A. V. Fedorov, C. A. Howard, M. Ellerby, T. Valla, Phys. Rev. Lett. 106, 187002 (2011)
  • J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Y. Zenitani, J. Akimitsu, Nature (London) 410, 63 (2001)
  • P. Ravindran, P. Vajeeston, R. Vidya, A. Kjekshus, H. Fjellvag, Phys. Rev. B 64, 224509 (2001)
  • R. P. Singh, Asian J. Adv. Basic Sci. 2 (1), 125 (2014)
  • F. Krumeich, M. Wörle, P. Reibisch, R. Nesper, Micron 63, 64 (2014)
  • Z. Naturforsch. 67b, 1212 (2012)
  • E. Spano, M. Bernasconi, E. Kopnin, Phys. Rev. B 72, 014530 (2005)
  • H. J. Choi, S. G. Louie, M. L. Cohen, Phys. Rev. B 80, 064503 (2009)
  • H. Rosner, A. Kitaigorodsky, W. E. Pickett, Phys. Rev. Lett. 88, 127001 (2002)
  • A. M. Fogg, P. R. Chalker, J. B. Claridge, G. R. Darling, M. J. Rosseninsky, Phys. Rev. B 67, 245106 (2003)
  • A. M. Fogg, J. Meldrum, G. R. Darling, J. B. Claridge, M. J. Rosseninsky, J. Am. Chem. Soc. 128, 10043 (2003)
  • J. Hlinka, V. Zelezny, I. Gregora, J. Pokorny, A. M. Fogg, J. B. Claridge, G.r Darling, M. J. Rosseinsky, Phys. Rev. B 68, 220510(R) (2003)
  • A. V. Pronin, K. Pucker, P. Lunkenheimer, A. Krimmel, A. Loidl, Phys. Rev. B 67, 132502 (2003)
  • J. K. Dewhurst, S. Sharma, C. Ambrosch-Draxl, B. Johansson, Phys. Rev. B, 020504(R) (2003)
  • B. Renker, H. Schober, P. Adelmann, P. Schweiss, K.-P. Bohnen, R. Heid, Phys. Rev. B, 69, 052506 (2004)
  • K.-W. Lee, W. E. Pickett, Phys. Rev. B 68, 085308 (2003)
  • R. Caputo, RSC Adv. 3, 10230 (2013)
  • R. Miao, L. Zhang, C. Liu, J. Yang, M. Luan, Q. Zhang, Z. Bai, Solid State Comm. 168, 15 (2013)
  • A. A. Kuzubov, N. S. Eliseeva, P. O. Krasnov, F. N. Tomilin, A. S. Fedorov, A. O. Lykhin, J. Exp. Theo. Phys. 114 (6), 1018 (2012)
  • S. J. Clark, M. D. Segall, C. J. Pickard, P. J. Hasnip, M. J. Probert, K. Refson, M. C. Payne, Zeitschrift fuer Kristallographie, 220, 567 (2005)
  • J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, C. Fiolhais, Phys. Rev. B 46, 6671 (1992)
  • D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 41, 7892 (1990)
  • B. G. Pfrommer, M. Cote, S. G. Louie, M. L. Cohen, J. Comput. Phys. 131, 133 (1997)
  • J. S. Lin, A. Qteish, M. C. Payne, V. Heine, Phys. Rev. B 47, 4174 (1993)
  • K. Refson, S. J. Clark, P. R. Tulip, Phys. Rev. B 73, 155114 (2006)
  • M. Wörle, R. Nesper, G. Mair, M. Schwarz, H. G. von Schnering, Z. Anorg. Allg. Chem. 621, 1153 (1995)
  • P. P. Singh, Solid State Commun. 124, 25 (2008)
  • N. Kato, H. Nagao, K. Nishikawa, K. Nishidate, K. Endo, Inter. J. Quantum Chem. 96, 457 (2004)
  • N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Solid State Physics, Saunders, Philadelphia, 1976
  • Z. -J. Wu, E. -J. Zhao, H. -P. Xiang, X. -F. Hao, X. -J. Liu, and J. Meng, Phys.Rev. B 76, 054115 (2007)
  • A. Simunek, J. Vackar, Phys. Rev. Lett. 96, 085501 (2006)
  • A. Simunek, Phys. Rev. B 75, 172108 (2007)
Politeknik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-0900
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: GAZİ ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Grafen-Benzeri Düzlemsel Bor Karbür Katmanına Sahip XBC (X=Li, Na, Mg ve Ca) Bileşiklerinin Kararlılıklarının İlk-Prensiplerle İncelenmesi

SEZGİN AYDIN

R134a/R152a Soğutucu Akışkan Karışımlarının Performanslarının Isı Pompasında Deneysel Olarak Araştırılması

KURTULUŞ BORAN, TAYFUN MENLİK, Halil ALPSOY

Karbon Nanotüp ile Modifiye Edilmiş Filaman Sarım Boruların İç Basınç Altındaki Hasar Davranışı

MUSTAFA TAŞYÜREK, NECMETTİN TARAKÇIOĞLU

Kurutulmuş Kolza Bitkisinin Dolgu Malzemesi Olarak Alçak Yoğunluklu Polietilenin Mekanik Özelliklerine, Yoğunluğuna ve Su Emme Kapasitesine Etkileri

YILMAZ KISMET

Multi-Group Neutron Cross Sections and Scattering Matrix Calculations Via Monte Carlo Method

Fatemeh MOHAMMADHASANİ, Ahmad PİROUZMAND

Sonlu Elemanlar Metodu ile AA Hat Reaktörlerinin Tasarımı

İbrahim SEFAA, Selami BALCIB, Necmi ALTINA

Numerical Approach of a Double Slope Solar Still Combined with a Cylindrical Solar Water Heater: Mass and Heat Energy Balance Mathematical Model

Omar BAIT, Mohamed SI-AMEUR, Abdelaziz BENMOUSSA

Karbon Siyahı Takviyeli Elektriği İleten Polipropilen Kompozite Delik Delinmesinde İşlem Parametrelerinin İncelenmesi

ALPER UYSAL, Erhan ALTAN

Ankara İli Şartlarında Düşey Tip Toprak Kaynaklı Isı Pompası Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi

MUSTAFA BAHADIR ÖZDEMİR, Musa Galip ÖZKAYA

Supercritical Steam Power Cycle For Line-Focusing Solar Power Plants

Luis COCO-ENRİQUEZ, Javier MUÑOZ-ANTON, José María MARTİNEZ-VAL