Ir Tabanlı Bazı Tam Heusler Alaşımlarının Fiziksel Özelliklerinin Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi ile İncelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, Ir2XIn (X = Sc, Ti ve V) tam Heusler alaşımlarının yapısal ,elektronik, mekanik ve termodinamik özellikleri ilk ilke (first-principles) hesaplamalarına dayalı olarak dayalı olarak Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) kapsamında incelenmiştir. Hesaplamalar, Quantum ESPRESSO yazılım paketi kullanılarak, Genelleştirilmiş Gradyan Yaklaşımı (GGA) çerçevesinde Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE) değişim-korelasyon fonksiyoneli ile gerçekleştirilmiştir. Alaşımlar Fm-3m uzay grubuna ait L21 tipi yüzey merkezlikübik yapı için optimize edilmiştir. Elde edilen örgü sabitleri sırasıyla Ir2ScIn için 6.468 Å,Ir2TiIn için 6.376 Å ve Ir2VIn için 6.328 Å olarak bulunmuştur. Elastik sabitlerin (C11, C12, C44)mekanik kararlılık koşullarını sağladığı ve alaşımların sünek (ductile) karakterde olduğu belirlenmiştir. Elektronik bant yapısı ve durum yoğunluğu (DOS) analizleri, alaşımların yarı-metallic (half-metallic) davranış sergilediğini göstermektedir. Spin-yukarı ve spin-aşağı kanallarındaki enerji farkı, yüksek spin polarizasyonu ile 1.00 μB civarındaki toplam manyetikmomentin uyumlu olduğu belirlenmiştir. Termodinamik hesaplamalar sonucunda Debye sıcaklıklığının yaklaşık 240 K olduğu belirlenmiştir. Isı sığası, serbest enerji ve entropi değerlerinin sıcaklığa bağlı değişimleri, alaşımların termodinamik açıdan kararlı olduğunuortaya koymuştur. Sonuç olarak, Ir2ScIn, Ir2TiIn ve Ir2VIn alaşımlarının tümü mekanik olarak kararlı, yarı-metallic yapıda ve yüksek spin polarizasyonuna sahip bileşikler olarak belirlenmiştir. Bu bulgular, özellikle Ir2ScIn alaşımının spintronik ve elektronik cihaz uygulamaları açısından umut verici bir aday olduğunu göstermektedir.