• شماره ركورد
    25114
  • شماره راهنما
    PHY3 174
  • عنوان

    مطالعه ابتدا به ساكن ضرايب كشساني و فاز توپولوژي تركيب هاي Li2InM (M=Pt, Au), Li2PdN (N= In, Ge, Ga), LiGaPd2, LiGa2Pd, LiGaGePd, LiGa3, LiPd3

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    فيزيك - فيزيك ماده چگال
  • دانشكده
    فيزيك
  • تاريخ دفاع
    1404/07/30
  • صفحه شمار
    134 ص .
  • استاد راهنما
    امين الله واعظ , زهرا نوربخش
  • استاد مشاور
    داريوش وشايي
  • كليدواژه فارسي
    تركيب‌هاي بين فلزي بر پايه ليتيوم , اثرهاي فشار هيدرو استاتيكي , ويژگي‌هاي كشساني , نسبت پاف , پايداري مكانيكي
  • چكيده فارسي
    ويژگي‌هاي ساختاري، الكتروني، مكانيكي و پراكندگي فونوني تركيب‌هاي بين‌فلزي مبتني بر ليتيوم شامل Li₂PdX (X=Ga, Ge, In)، Li₂InPt، Li₂InAu ، LiPd₃، LiGaPd2، LiGa2Pd LiGaGePd، LiGa3 با استفاده از نظريه تابعي چگالي و نرم‌افزار وين مورد بررسي قرار گرفته‌اند. پايداري ساختاري، مكانيكي و ديناميكي اين تركيب‌ها از طريق منحني‌هاي انرژي-حجم، انرژي‌هاي همدوسي و تشكيل، عناصر تانسور كشساني و چگالي حالت‌هاي فونوني تحليل شده است. همچنين اثرات فشار هيدرواستاتيك بر پايداري و ويژگي‌هاي مكانيكي اين تركيب‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد كه اين تركيب‌ها در فازهاي مكعبي غيرمغناطيسي پايدار هستند و پارامترهاي شبكه و مدول‌ حجمي محاسبه شده با داده‌هاي موجود هم‌خواني خوبي دارند كه اعتبار محاسبات را تأييد مي‌كند. علاوه بر اين، پراكندگي فونوني محاسبه‌شده نشان مي‌دهد كه تركيب‌هاي Li₂PdGa ، Li₂PdGe، LiGa₂Pd، LiGaPd₂ و LiGa₃ در گروه فضايي Fm3̅m ، Li₂InPt، Li₂InAu، Li₂PdIn و LiGaGePd در گروه فضايي F4̅3m و LiPd₃ در گروه فضايي Pm3̅m داراي پايداري ديناميكي هستند. اين مطالعه همچنين وابستگي ويژگي‌هاي كشساني اين تركيب‌ها به فشار را بررسي مي‌كند و نقطه فشاري بحراني (Pt) را شناسايي مي‌كند اين فشار نشان مي‌دهد كه بزرگتر از آن ناپايداري مكانيكي رخ مي‌دهد. در حوالي اين نقطه، نسبت پوگ (نسبت مدول فشردگي به مدول برشي) رفتار حدي از خود نشان مي‌دهد. اين رفتار تا زماني ادامه مي‌يابد كه ضريب كشساني C44 در مرتبه بزرگي اختلاف C₁₁ و C₁₂ باشد. با اين حال، براي تركيب LiPd₃، كاهش قابل توجه C44 در نزديكي Pt باعث از بين رفتن اين رفتار حدي مي‌شود. اين حد براي نسبت مدول حجمي به مدول برشي، نگرش‌هاي نويني درباره پاسخ كشساني اين تركيب ها تحت فشار بوجود مي‌آورد. اين تركيب¬ها به جز تركيب¬هاي Li2PdGa و Li2PdGe معيار پايداري بورن-هانگ را برآورده مي كند. اين معيار نشان مي‌دهد كه اين مواد از نظر مكانيكي پايدار هستند. تركيب‌هاي LiGaPd2 و ، رفتار نسبتاً شكل‌پذيرتري نسبت به ساير تركيب‌ها دارند. تركيب‌هاي LiTiGeGaو Li₂PdGa نسبت به ساير تركيب‌ها بزرگترين ضريب ناهمسانگردي را دارند كه بيانگر ناهمسانگردي بالاتر اين مواد است. ويژگي‌هاي الكتروني اين تركيب‌ها، شامل چگالي حالت‌هاي الكتروني و ضريب خطي گرماي ويژه الكتروني، ماهيت فلزي آن‌ها را تأييد مي‌كند. به طور كلي، اين مطالعه فهم ما را از ويژگي‌هاي كشساني تركيب‌هاي بين‌فلزي مبتني بر ليتيوم در فشار صفر و فشارهاي هيدرواستاتيك متغير افزايش مي‌دهد و داده‌هاي ارزشمندي براي تحقيقات نظري و تجربي آينده فراهم مي‌آورد. تركيب LiPd₃ بيشترين ضريب خطي گرماي ويژه الكتروني را دارد. اين مقدار تقريباً سه برابر مقادير متناظر ساير تركيب هاست. نوارهاي انرژي تركيب‌هاي Li₂PdGa و LiGa3 در فشار صفر نزديك انرژي فرمي بصورت خطي يكديگر را قطع كرده اند. بنابراين در محل تقاطع خطي نوارهاي اين دو تركيب نقطه ديراك بوجود مي آيد فشار بر رفتار الكتروني اين تركيب‌هاي خصوصاً نقطه ديراك تاثير دارد و باعث جابجا شدن محل نقطه ديراك مي‌شود. در تركيب Li₂PdIn با اعمال فشار منفي اين دو نوار به يكديگر نزديك مي‌شوند و با اعمال فشار مثبت بر اين تركيب شكاف بين اين دو نوار افزايش مي يابد. با افزايش فشار، نوارهاي انرژي از هم جدا شده و نقطه ديراك ظاهر نمي‌شود. در تركيب LiGa₃ با اعمال فشار كششي و فشاري اين دو نوار از يكديگر دور مي‌شوند. در تركيب‌ Li₂InAu نقطه ديراك در فشارهاي منفي ظاهر مي‌شود، كه منجر به ويژگي‌هاي الكتروني يكتا مي‌شود. لازم به ذكر است كه ساير تركيب‌ها نقطه ديراك ندارند.
  • كليدواژه لاتين
    Lithium-based intermetallic compounds , Hydrostatic pressure effects , Elastic properties , Pugh’s ratio , Mechanical stability
  • عنوان لاتين
    Ab Intitio Study of the elastic ccoefficients an‎d topological phase of Li2InM (M=Pt, Au), Li2PdN (N= In, Ge, Ga), LiGaPd2, LiGa2Pd, LiGaGePd, LiGa3, LiPd3
  • گروه آموزشي
    فيزيك ماده چگال
  • چكيده لاتين
    The structural, electronic, mechanical properties an‎d phonon dispersion of lithium-based intermetallic compounds Li₂PdX (X=Ga, Ge, In)، Li₂InPt، Li₂InAu ، LiPd₃، LiGaPd2، LiGa2Pd LiGaGePd، LiGa3 are investigated using density functional theory (DFT) via the Wien2k code. The structural, mechanical an‎d dynamical stability of these compounds are analyzed through energy-volume curves, cohesive an‎d formation energies, elastic tensor components an‎d phonon density of states. The effects of hydrostatic pressure on the stability an‎d mechanical properties of these compounds are also examined. The results confirm that these compounds are stable in nonmagnetic cubic phases, an‎d the calculated lattice parameters an‎d bulk moduli are in good agreement with existing data, demonstrating the reliability of the calculations. Furthermore, the calculated phonon dispersions show that Li₂PdGa , Li₂PdGe , LiGa2Pd, LiGaPd2 an‎d LiGa3 in space group Fm3 ̅m (No. 225), Li₂InPt, Li₂InAu, Li₂PdIn an‎d LiGaGePd in space group F4 ̅3m (No. 216), an‎d LiPd₃ in space group Pm3 ̅m (No. 221) have dynamical stability. This study further explores the pressure dependence of their elastic properties, revealing a critical pressure point (Pt) beyond which mechanical instability occurs. Around this point, Pughʹs ratio (bulk-to-shear modulus ratio) exhibits limiting behavior. This behavior persists as long as the C44 elastic coefficient is of the same order of C_11-C_12 magnitude. However, for LiPd3, a significant reduction in C44 near Pt leads to the disappearance of this limiting behavior. A derived limit for the bulk-to-shear modulus ratio provides new insights into the elastic response of these materials under extreme conditions. All these compounds, except for the Li₂PdGa an‎d Li₂PdGe compounds, satisfy the Born–Huang mechanical stability criterion. This indicates that these materials are mechanically stable. The compounds LiGaPd₂ an‎d LiGa₂Pd exhibit relatively more ductile behavior compared to the other compounds. The compounds LiTiGeGa an‎d Li₂PdGa have the highest anisotropy coefficients among the studied compounds, indicating a greater anisotropy in these materials The electronic properties of these compounds, including the density of states an‎d linear electronic specific heat coefficient, confirm their metallic nature. Overall, this study enhances our understan‎ding of the elastic properties of these lithium-based intermetallic compounds at zero an‎d varying hydrostatic pressures, offering valuable data for future theoretical an‎d experimental investigations. The compound LiPd₃ exhibits the highest linear electronic specific heat coefficient, which is approximately three times larger than those of the other compounds. The energy ban‎ds of Li₂PdGa an‎d LiGa₃ compounds intersect linearly near the Fermi level at zero pressure. Therefore, a Dirac point emerges at the linear crossing point of the ban‎ds in these two compounds. Pressure influences the electronic behavior of these materials, particularly affecting the Dirac point by shifting its position. In the case of Li₂PdIn, applying negative pressure takes the two ban‎ds closer together, whereas applying positive pressure increases the gap between them. With increasing pressure, the energy ban‎ds separate further, an‎d no Dirac point appears. For LiGa₃, both positive an‎d negative pressures cause the two ban‎ds to move away from each other. In the Li₂InAu compound, the Dirac point occurs under negative pressures, leading to unique electronic properties. It is worth noting that the other compounds do not exhibit Dirac points.
  • تعداد فصل ها
    8
  • فهرست مطالب pdf
    147234
  • نويسنده

    السراجي، حسين