Lİ3N'nin yüksek basınç altındaki yapı (faz) değişikliklerinin ab initio yöntemle incelenmesi

Abstract

Standart Kohn-Sham yoğunluk fonksiyonel yöntemiyle birlikte yerel yoğunluk (LDA) yaklaşımını kullanan kuantum mekaniği simülasyon tekniği kullanılarak Lİ3N' nin basınca dayalı yapısal faz geçişi çalışıldı ve Lİ3N' nin yüksek basınç fazı olduğu önerildi. Toplam enerji hesaplamalarında öngörüldüğü gibi Lİ3N, hidrostatik basınç uygulanarak hekzagonal ?-Lİ3N (P6/mmm) yapıdan bir ?-Lİ3N (Fm3 ?m) tipi yapıya yapısal faz geçişi olduğu bulundu. Lİ3N' nin hekzagonal ?-Lİ3N yapıdan kübik ?-Lİ3N yapıya geçerken C2/m ve P-1 simetrilerine sahip iki ara fazının olabileceği önerildi. Yeni bir faz geçişi bulundu. Faz geçiş basıncı tespit edildi ve bulunan bu geçiş basıncı, daha önce tahmin edilen geçiş basınç değerlerinden farklı ve yeni bir geçiş basıncıdır. Ayrıca basınca dayalı bu faz dönüşümü toplam enerji hesaplamaları kullanılarak incelendi ve çevresel koşullardaki fazıyla beraber elde edilen yüksek basınç fazı için Lİ3N' nin örgü parametreleri, bulk modülü, bulk modülünün basınca göre türevi ve denge enerjileri elde edildi. Simülasyon yöntemiyle bulunan geçiş basınç parametreleri ve hacimsel parametreler daha önce elde edilen hesaplamalarla iyi bir uyum içindedir.

We study the pressure-induced phase transition of Lİ3N using the standard Kohn-Sham selfconsistent density functional method in the local density (LDA) approximations and provide a solid evidence about its high-pressure phase. As predicted in total energy calculations, Lİ3N undergoes a structural phase transformation from the hexagonal ?-Lİ3N (P6/mmm) structure to a ??Lİ3N (Fm3 ?m) type structure with the application of hydrostatic pressure. We also characterize the transformation mechanism and propose two intermediate phases having C2/m and P-1 symmetries for the hexagonal ?- Lİ3N to ??Lİ3N type phase transformation of Lİ3N, which is different from the previously proposed mechanisms. We also study this phase transition using the total energy calculations and furthermore, the lattice constants, the bulk modulus, the pressure derivative of the bulk modulus, and equilibrium energies are obtained for both low and high pressure phases. Our predicted transition parameters and bulk properties are in good agreement with the earlier first principle simulations.