Ab-initio study of dynamic, mechanical and thermal properties of Rh3Sc compound

Benzer belgeler
B2 fazda intermetalik RuTi alaşımının elektronik, elastik ve fonon özelliklerinin incelenmesi

L12 yapıdaki Co3Al ve Co3Ta alaşımlarının mekanik ve dinamik özellikleri

Ru2FeGa Heusler alaşımının yapısal, elektronik, elastik ve fonon özelliklerinin ilk prensip çalışması

Magnetic Materials. 7. Ders: Ferromanyetizma. Numan Akdoğan.

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:28-3

Bükülmüş Grafenin Elektronik Özellikleri. Electronic Properties of Buckled Graphene

Fe(1-x) Al(x) Alaşım Sisteminin İkinci Derece Elastik Sabitlerinin Genelleştirilmiş Morse Potansiyel Fonksiyonu İle Hesaplanması H.Y.Ocak, E.

FİZ4001 KATIHAL FİZİĞİ-I

İstatistiksel Mekanik I

Güneş pilleri için ZnO'nun yapısal ve elektronik özelliklerinin incelenmesi: Ab-initio çalışması

BAZI AB 2 TİPİ SERT BİLEŞİKLERİN TEMEL FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN İLK İLKELER YÖNTEMİYLE İNCELENMESİ. Ahmet Hakan ERGÜN YÜKSEK LİSANS TEZİ FİZİK

İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR...

A=18 Çekirdekleri için Nükleer Enerji Seviyelerinin Hesaplanması. Nuclear Energy Level Calculations for A = 18 Nuclei

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 3111 HAZIRLIK SINIFI

MALZEMENİN BAND YAPISI HESABI. Sevil SARIKURT

Paraelektrik ve Ferroelektrik Fazlarda SbSI Kristali Optik Özelliklerinin Araştırılması

MIT Açık Ders Malzemeleri Fizikokimya II 2008 Bahar

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

R1234YF SOĞUTUCU AKIŞKANININ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ İÇİN BASİT EŞİTLİKLER ÖZET ABSTRACT

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

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

Ti 3 Al VE Y 3 Al BİLEŞİKLERİNİN ELEKTRONİK YAPISININ VE TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN YOĞUNLUK FONKSİYONEL TEORİSİ İLE İNCELENMESİ

MANYETİK NANO ATOM KÜMELERİNİN MOLEKÜLLERLE ve YÜZEYLE ETKİLEŞMESİNİN YOĞUNLUK FONKSİYONEL TEORİ İLE İNCELENMESİ

PİEZOELEKTRİK YAMALARIN AKILLI BİR KİRİŞİN TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN BULUNMASINDA ALGILAYICI OLARAK KULLANILMASI ABSTRACT

QUANTILE REGRESYON * Quantile Regression

Fen-Edebiyat Fakültesi. Sağlık Hizmetleri Meslek Yüksekokulu

Çok Ölçekli Malzeme Modellemesi ve c-bn Film Büyütmenin Moleküler Dinamik Simülasyonu

T.C. PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FİZİK ANABİLİM DALI

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Ultrases ile Çam ve Kavak Ağaçlarında Nem Oranı Tayini, Danışman: Prof. Ertunç ARAL

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

HfX (X=Rh, Ru, Tc) BİLEŞİKLERİNİN YAPISAL, ELEKTRONİK, ELASTİK VE TİTREŞİM ÖZELLİKLERİNİN AB-INITIO YÖNTEMİ İLE İNCELENMESİ

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ AKADEMİK ÖZGEÇMİŞ BELGESİ

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

1. Adı Soyadı :Hülya ÖZTÜRK İletişim Bilgileri : Ahi Evran Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Adres Fizik Bölümü Bağbaşı Yerleşkesi Kırşehir

1. YARIYIL / SEMESTER 1

Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl

Prof.Dr. SÜLEYMAN ÇABUK

1.SINIF 1. DÖNEM DERS MÜFREDATI

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Yüksek Lisans-Tezli İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ/MAKİNE FAKÜLTESİ 1969

KATILARIN ATOMİK DÜZENİ KRİSTAL YAPILAR

Cirriculum Vitae Dr. Yeşim MOĞULKOÇ

1 ZKÜ./ÖĞR.İŞL FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ KİMYA BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 312. Ders Kodu

Hesaplamalı Organik Kimya

MIT Açık Ders Malzemeleri Fizikokimya II Bahar

Ç.Ü. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2016 Cilt:34-1

YÜKSEK LĠSANS TEZĠ FĠZĠK ANABĠLĠM DALI

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Quantum Theory-II. Dersin Kodu: PHY 5054

Delta Tipi Engel Potansiyeli Olan Kane Tipi Yarıiletkenlerde Elektronların Etkin g-çarpanı

Bölüm 1: Lagrange Kuramı... 1

Kuantum Fiziği (PHYS 201) Ders Detayları

Prof. Dr. Abdullah YILDIZ KİŞİSEL BİLGİLER: Adı Soyadı : Abdullah Yıldız Doğum Yeri : Kayseri/Yahyalı Doğum Tarihi: ÖĞRENİM DURUMU :

İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

Fizik Bölümü Öğretim Planı

CRYSTALLIZATION AND GLASS FORMATION IN LIQUID

All documents should be presented with an official English or Turkish translation (if the original language is not English or Turkish).

DOĞA BİLİMLERİ MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ÖĞRETİM PLANI 1. YARIYIL. Uyg./Lab (U/L) Zor./Seç.

1.SINIF / 1.YARIYIL*

P-nitrofenil pivalat Molekülünün Yoğunluk Fonksiyonu Teorisi ile İncelenmesi. Can ALAŞALVAR 1, Nuri ÖZTÜRK 2

Zincblende yapıdaki Tl x In 1-x As ın örgü sabitleri ve eğilme parametrelerinin Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi ile incelenmesi

Bölüm 3 - Kristal Yapılar

UÇAK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

PLATİN OKSİT (PtO) ve PLATİN DİOKSİT (PtO 2 ) KÜMELERİNİN TEK TABAKALI ALÜMİNYUM NİTRATA TUTUNMASI (ADSORPLANMASI)

Elastisite Teorisi Hooke Yasası Normal Gerilme-Şekil değiştirme

ELASTİK DALGA YAYINIMI

T.C AHİ EVRAN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

PECULIARITIES OF THERMIC HYSTERESIS BY THE SMECTIC A - ISOTROPIC LIQUID PHASE TRANSITION

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

FİZİK ANABİLİM DALI. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı ANS Kampüsü, Afyonkarahisar

İNCELENMESİ. Serkan ARSLAN YÜKSEK LİSANS TEZİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ NİSAN 2008 ANKARA

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.

Doç. Dr. Orhan BAYRAK

PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ZİRKONYUM DİOKSİT KRİSTALİNİN YAPISAL VE MEKANİKSEL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler

DOĞA BİLİMLERİ MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDSİLİĞİ ÖĞRETİM PLANI 1. YARIYIL 2. YARIYIL

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Tez adı: Genelleştirilmiş büzülme dönüşümleri için bazı sabit nokta teoremleri (2016) Tez Danışmanı:(ARAP DURAN TÜRKOĞLU)

Fen - Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Benzetim ve hesap araçlarının metalurji ve malzeme mühendisliği lisans eğitimine entegrasyonu

1. YARIYIL / SEMESTER 1

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

Magnetic Materials. 10. Ders: Ferimanyetizma. Numan Akdoğan.

Yrd. Doç. Dr.Yiğit Aksoy

İstatistiksel Mekanik I

MATEMATİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU:3201

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL. FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.Yarıyıl Dersleri

(Investigation of the Atomic and Electronic Structure of the Yb/Ge(111)-(3x2) Surface by the Density Functional Theory)

Electronic Letters on Science & Engineering 1(1) 2005 Available online at

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I ISI İLETİMİ DENEYİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

Malzemelerin Deformasyonu

ÖZGEÇMİŞ Tezsiz Yüksek Lisans, Eğitim Fakültesi, Fizik Öğretmenliği, Ankara Üniversitesi

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

FEN FAKÜLTESİ MATEMATİK BÖLÜMÜ YAZ OKULU DERS İÇERİGİ. Bölümü Dersin Kodu ve Adı T P K AKTS

BÖLÜM 3. Katı malzemeler yapılarındaki atom ve iyonların birbirlerine göre düzenlerine bağlı olarak sınıflandırılırlar.

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 5. HAFTA

4 ELEKTRİK AKIMLARI. Elektik Akımı ve Akım Yoğunluğu. Elektrik yüklerinin akışına elektrik akımı denir. Yük

Transkript:

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DERGİSİ SAKARYA UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE e-issn: 2147-835X Dergi sayfası: http://dergipark.gov.tr/saufenbilder Geliş/Received 27.01.2016 Kabul/Accepted 26.08.2016 Doi 10.16984/saufenbilder.280188 Rh3Sc bileşiğinin dinamik, mekanik ve termal özelliklerinin ÖZ Osman Örnek * Rh3Sc bileşiğinin L1 2 fazındaki yapısal, elektronik, mekanik ve dinamik özellikleri araştırılmıştır. Bu bileşik için hesaplanan örgü sabitleri, Bulk modülü ve elastik sabitler mevcut teorik ve deneysel verilerle iyi bir şekilde uyumludur. L1 2 fazda incelenen Rh 3Sc bileşiğinin elastik sabitleri (C 11, C 12 ve C 44) enerji-strain metodu kullanılarak hesaplandı. Rh3Sc nin hesaplanan elastik sabitleri mekanik kararlılık şartlarını karşılamaktadır. Rh 3Sc'nin elektronik yapısı ve fonon özellikleri hesaplanmış ve analiz edilmiştir. Rh 3Sc'nin yüksek frekans bölgesi, esas olarak Sc atomlarının titreşimlerinden kaynaklanmaktadır. Farklı sıcaklık ve sabit hacimde ısı sığası quasi-harmonik yaklaşım kullanılarak hesaplandı ve bu çerçevede tartışıldı. Anahtar Kelimeler: DFT, ab inito, bant yapısı, fonon Ab-initio study of dynamic, mechanical and thermal properties of Rh3Sc compound ABSTRACT The structural, electronic, mechanical and dynamic properties of Rh 3Sc compound in the L1 2 phase have been investigated. The calculated lattice constants, bulk modulus and elastic constants for this compound are in good agreement with the available theoretical and experimental data. The elastic constants (C 11, C 12 and C 44) in L1 2 phase for Rh 3Sc compound are calculated using the energy-strain method. These calculated elastic constants satisfy the mechanical stability criterion of Rh 3Sc is predicted. The electronic structure and phonon frequency curves of Rh 3Sc are obtained and analyzed. The high-frequency region of Rh 3Sc is mainly due to the vibrations of Sc atoms. The specific heat capacity at constant volume and different temperature is calculated, and this aspect is discussed using quasi-harmonic approximation. Keywords: DFT, ab inito, band structure, phonon * Sorumlu Yazar / Corresponding Author Ahi Evran Üniversitesi, Mimarlık-Mühendislik Fakültesi, Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü - osmanornek@ahievran.edu.tr

1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Rodyum katalizör olarak önemli rol oynamaktadır [1]. L1 2 fazında Rh 3Sc bileşiği, Seramik gibi yapısal uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Son zamanlarda pek çok grup, farklı deneysel ve teorik yöntemler kullanarak [3-4] Rh 3Sc bileşiğinin yapısal, mekanik, elastik, elektronik ve faz geçişi üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Rodyum bazlı intermetalik Rh 3Sc bileşiğinin elektronik yapısı Sundareswari ve Rajagopalan tarafından TB-LMTO yöntemini kullanılarak incelenmiştir [2]. Popoola ve Oluyamo [3] Rh 3Sc bileşiğinin fiziksel özelliklerini kuantum mekaniksel yoğunluk fonksiyonel teori çerçevesinde araştırmışlardır. Munieswaran ve ark. [4] yoğunluk fonksiyonel teorisini (DFT) kullanarak Rh 4 ve Rh 3X'in elektronik yapısını (X = Sc ve V) detaylı olarak çalıştılar. Mevcut çalışma, DFT kullanarak L1 2 fazında Rh 3Sc bileşiğinin yapısal, elektronik ve fonon özelliklerini teorik olarak incelenmesine odaklanmaktadır. Fonon özellikleri, örgü dinamiklerinin mikroskopik olarak anlaşılması için gereklidir. Fonon spektrumunun bilinmesi faz geçişi, termodinamik kararlılık, iletim ve termal özellikler gibi çeşitli materyal özelliklerinin belirlenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Rh 3Sc bileşiğinin elektronik bant yapısı Genelleştirilmiş Gradyen Yaklaşımı (GGA) içinde, düzlem dalga pseudopotansiyel yöntem uygulanarak elde edilmiştir. Bu sonuçlar daha sonra Yoğunluk Fonksiyonel Pertürbasyon Teorisi içinde fonon dağılım eğrilerini ve durum yoğunluğunu hesaplamak için kullanılır. kendinden tutarlı yoğunluk fonksiyonel pertürbasyon teorisi çerçevesinde hesaplandı [8, 9]. Tüm fonon dispersiyonlarını ve durum yoğunluğunu elde etmek için, 8 dinamik matris 4x4x4 q-noktalı örgü üzerinde hesaplandı. Keyfi dalga vektörlerindeki dinamik matrisler, bu örgü üzerinde Fourier dönüşümü kullanılarak değerlendirildi. Tüm hesaplamalar Quantum-ESPRESOO kodu kullanarak yapılmıştır [10]. Sabit hacimde sıcaklığa karşı ısı sığası quasi-harmonik yaklaşım (QHA) kullanılarak hesaplandı. 3. SONUÇLAR (RESULTS) Yapılan çalışmada L1 2 fazında ikili intermetalik Rh 3Sc bileşiği incelendi. L1 2 fazında, Rh 3Sc bileşiği Cu 3Au fazda, Pm3m uzay grubunda ve kübik yapıda kristalleşir (X-Işını Tablolarında No 221). Rh 3Sc bileşiğinin kristal yapısı şekil 1 de sunulmuştur. Rh 3Sc'nin kristal yapısı, birbiri ardına dört atom içeren basit kübik örgü şeklinde; üçü Rh atomlarıyla, bir tanesi de Sc atomlarıyla tamamen birbiri içine girmiş olarak görülebilir. Atomlar aşağıdaki Wyckoff konumlarına göre yerleştirilir: Rh: 3c (0, 1/2, 1/2) ve Sc: 1a (0, 0, 0). Bu çalışmada teorik örgü sabitleri ve bulk modülü, toplam enerji verilerinin Murnaghan durum denklemine uygulanmasıyla elde edilir [11]. Rh 3Sc bileşiğinin hesaplanan yapısal özellikleri (örgü sabiti a, bulk modülü B ve bulk modülünün basınça göre türevi ) Tablo 1'de özetlenmiştir. Bulduğumuz sonuçlarda, hesaplanan örgü sabiti deneysel örgü sabit değerinden %1.17 sapma göstermektedir. Bu veri DFT heaplamaları için iyi bir sonuçtur. Bu malzeme için hesaplanan örgü parametreleri, daha önceki yapılan deneysel ve teorik sonuçlarla iyi bir uyum içindedir. 2. YÖNTEM (METHOD) Bu çalışmada, değiş-tokuş potansiyeli için Perdew- Burke-Ernzerhof (PBE) [5] parametreleştirmesi kullanarak, Genelleştirilmiş Gradyen Yaklaşımı (GGA) ile yoğunluk fonksiyonel teorisi çerçevesinde bir düzlem dalga pseudopotansiyel yöntem kullandık. Elektron-iyon etkileşimi ultrasoft pseudopotansiyel ile tanımlanmıştır [6]. Dalga fonksiyonları 40 Ry'lik bir kinetik enerji kesme değeri ile ayarlanmış bir düzlem dalga temelinde genişletildi. Elektronik yük yoğunluğu 400 Ry kinetik enerji kesintisine kadar değerlendirildi. Brillouin bölge entegrasyonları, 10x10x10 k noktalı örgü parametreleri kullanılarak gerçekleştirildi. Fermi yüzeyine kadar entegrasyon, smearing parametresi =0,02 Ry [7] kullanılarak gerçekleştirildi. Şekil 1. L1 2 fazındaki Rh3Sc bileşiğinin kristal yapısı (Crystal structure of Rh 3Sc compound in the L1 2 phase ) Kohn-Sham denklemlerinin kendi kendine tutarlı çözümleri elde edildikten sonra, örgü dinamik özellikleri Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 21, no. 3: pp. 511-515, 2017 512

Tablo 1. Mevcut deneysel ve teorik verilerle karşılaştırılan, Rh 3Sc bileşiği için hesaplanmış örgü sabiti a (Å cinsinden), bulk modülü B (GPa cinsinden) ve elastik sabitler Cij (GPa)verileri. Calculated lattice constant a (in Å), bulk modulus B (in GPa) and elastic constants Cij (GPa) for Rh 3Sc compound, compared with the available experimental and theoretical data. Materyal Ref. a B C11 C12 C44 Mevcut çalışma 3.945 188.63 3.41 377.25 94.31 565.915 Rh3Sc FP- LAPW[2] 3.862 233.1 Deney. [2] 3.899 Kübik kristallerin mekanik kararlılığı, elastik sabitleri için çok iyi sonuç veren Born kararlılık kriterlerini karşılaması gerekir[12]: gelmektedir. Şekil 3 te görüldüğü gibi, Fermi seviyesinde başlayıp yaklaşık -6 ev civarına kadar uzanan bir pik mevcuttur. Bu pik başlıca Rh-4d durumlarından kaynaklanmaktadır. Fermi seviyesinin üstünde ise, yaklaşık olarak 1.75 ev ile 4.8 ev arasına yerleşen pik için ana katkı Sc-3d durumlarından gelirken, Rh-4d ve Rh-5s durumlarından da küçük bir katkı sağlanmaktadır. Çalıştığımız bileşiğinin hesaplanan elektronik yapısı, eldeki mevcut teorik sonuçla iyi derecede uyum içerisindedir [2, 4] C 44> 0; C 11-C 12> 0, C 11+C 12> 0 ve B > 0: Bir önceki makalede, elastik sabitler ve Bulk modülünün hesaplanması için formül ve işlemlerini kullandık [13]. Hesaplanan elastik sabitleri, Born kararlılık kriterlerine göre uyum içindedir. Bu maddenin elastik sabitlerinin deneysel değerleri literatürde mevcut değildir. Bu nedenle, Rh 3Sc için hesaplanan bu sonuçları karşılaştırmak için daha çok deneysel çalışmalara ihtiyaç vardır. Rh 3Sc bileşiğinin elektronik bant yapıları Şekil 2'de Birinci Brillouin bölgesindeki yüksek simetri yönleri boyunca gösterilmektedir. Şekle 2 de görüldüğü gibi Fermi seviyesinde yasak enerji aralığı yoktur. Valans ve iletim bantları Fermi seviyesinde önemli derecede çakışmaktadır. Sonuç olarak, Rh 3Sc metalik bir karakter gösterir. Şekil 3. L1 2 fazındaki Rh 3Sc bileşiğinin Fermi seviyesi civarındaki toplam ve kısmi durum yoğunluğu (DOS) grafikleri (The graphics of the total and partial density of states (DOS) around the Fermi level of Rh 3Sc compounds in L1 2 phase) Şekil 2. L1 2 fazında Rh 3Sc bileşiklerinin elektronik bant yapıları (The electronic band structures of Rh 3Sc compounds in L1 2 phase) Rh 3Sc bileşiği için Fermi seviyesi civarında, durumların toplam ve kısmi yoğunlukları (DOS) incelenmiştir (Şekil 3'de). Fermi seviyesindeki durum yoğunluğuna baskın katkılar sırasıyla Rh-4d ve Sc-3d bantlarından Şekil 4. Rh 3Sc bileşiği için L1 2 fazında sabit hacimde sıcaklığa bağlı ısı sığası(specific heat capacity at constant volume versus temperature for the Rh 3Sc compound in the L1 2 phase) Rh 3Sc bileşiğinin örgü dinamik özellikleri, Quantum- ESPRESSO paket programı [10] ile lineer-tepki yaklaşımı kullanılarak ilk kez bu çalışmada incelenmiştir. Şekil 4 te L1 2 fazındaki Rh 3Sc bileşiği için birinci Brillouin bölgesinde yüksek simetri yönleri Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 21, no. 3: pp. 511-515, 2017 513

boyunca hesaplanan fonon dağılım eğrileri ve bunlara karşılık gelen toplam ve parçalı durum yoğunlukları (DOS) gösterilmektedir. L1 2 fazının birim hücresi dört atom içerdiğinden, 12 fonon dalı bulunmaktadır. Bu fonon dallarından üçü akustik ve dokuzu optik moddan oluşmaktadır. Simetriden dolayı, farklı sayıda fonon dalları, simetri yönleri -X ve M-R- boyunca azalır. Bu durum Şekil 4 te görülebilir. L1 2 fazındaki bu bileşiğin tüm fonon modları, dinamik kararlılığını belirten pozitif frekanslara sahiptir. Çalışılan bu malzeme için akustik ve optik dallar arasındaki uzaklık, bir boşluk oluşturmak için yeterli değildir. bileşiğinin ısı sığası Dulong-Petit limitine yaklaşır [17]. Maalesef bu bileşik için ısı sığasının deneysel bir değeri eldeki literatürde mevcut değildir 4. TARTIŞMA VE DEĞERLENDİRME (DISCUSSING AND ASSESMENT) Bu çalışmada, intermetallik Rh 3Sc bileşiğinin yapısal, elektronik, elastik ve fonon özellikleri hakkında teorik bir çalışma sunulmaktadır. Bu materyal için örgü sabitinin hesaplanan değeri, eldeki hem teorik hem de deneysel sonuçlarla oldukça uyumluluk göstermektedir. Elastik sabitlerinin analizi yapıldığında, bu bileşiğin mekanik olarak kararlı olduğu görülmüştür. Rh 3Sc bileşiğinin hesaplanan elektronik bant yapısı, eldeki mevcut teorik sonuç ile iyi derecede uyum içerisindedir.rh 3Sc bileşiğinin fonon dağınım eğrileri ve durum yoğunluğu, Yoğunluk Fonksiyonel Pertürbasyon Teorisi (DFPT) çerçevesinde ilk kez hesaplanmıştır. KAYNAKÇA (REFERENCES) Şekil 5. Rh 3Sc bileşiğinin L1 2 fazındaki fonon dağılım eğrileri ve tasarlanmış durum yoğunluğu (pdos)(phonon dispersion curves and designed density of states (pdos) of Rh 3Sc compounds in L1 2 phase) Şekil 4 ün sağ panelinde görülmekte olan toplam ve parçalı durum yoğunluğu eğrilerinden, hafif olan Sc atomları en üst optik modlarda titreşirken, ağır olan Rh atomları ise alt optik ve akustik modlarda titreştiği görülür. Rh 3Sc'nin noktasındaki optik fonon modları sırasıyla 4.46, 4.55 ve 6.92 THz olarak hesaplanmıştır. İncelenen malzeme ile ilgili fonon frekanslarını karşılaştırabilecek mevcut teorik veya deneysel veri literatürde bulunmamaktadır. Bundan dolayı, Rh 3Sc bileşiğinin fonon özelliklerini kıyasladığımızda, aynı fazdaki Zr 3Al [14], Rh 3La [15] ve Ir 3Ta [16] bileşiklerinin fonon özellikleri ile büyük oranda benzerlik göstermektedir. Çalışmamızda, Rh 3Sc bileşiğinin sabit hacimde ve sıcaklığa bağımlı ısı sığası (C v), hesapladığımız fonon dağılım frekanslarına dayalı quasi-harmanik yaklaşımı içinde belirlenerek hesaplanmış ve Şekil 5 te gösterilmiştir. Düşük sıcaklık bölgesinden 200 K sıcaklığa kadar yüksek sıcaklıklarda hesaplanan Rh 3Sc [1] C. N. Satterfield, Heterogeneous Catalysis in Industrial Practice, Malabar, FL: Krieger Publishing Company,1996 [2] M. Sundareswari and M. Rajagopalan, Band structure and high pressure study of Rh 3Sc, Rh 3Y and Rh 3La, Eur. Phys. J. B, cilt 49, no.1, pp. 67 75, 2006. [3] A. I. Popoola and S. S. Oluyamo, Physıcal Propertıes Of Some Noble Metal Compounds From Paw-Dft Calculatıons, Journal of Science and Technology, cilt 34, no. 3, pp. 47-54,2014. [4] P. Munieswaran, S. Seenithurai, R. K. Pandyan, S.V. Kumar. M. Mahendran, A First Principles Study on the Adsorption of CO Molecule on Rh4 and Rh 3X clusters, International Journal of Chem Tech Research, cilt 7, no. 3, pp. 1223-1229, 2014. [5] P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Generalized Gradient Approximation Made Simple, Phys. Rev.Lett., cilt 77, no.18, pp. 3865-3868,1996. [6] D. Vanderbilt, Soft self consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism, Phys. Rev.B, cilt41, no. 11, pp. 7892-7895,1990. [7] M. Methfessel and A.T. Paxton, High-precision sampling for Brillouin-zone integration in metals, Phys. Rev. B, cilt 40, no. 6, pp. 3616-3621,1989. [8] S. Baroni, P. Giannozzi, and A. Testa, Green's- Function Approach to Linear Response in Solids, Phys. Rev. Lett., cilt 58, no.18, pp. 186-1864, 1987. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 21, no. 3: pp. 511-515, 2017 514

[9] S. Baroni, S. de Gironcoli, A. Dal Corso, and P. Giannozzi, Phonons and related crystal properties from density-functional perturbation theory, Rev. Mod. Phys., cilt 73, pp. 515-562,2001. [10] S. Baroni, A. dal Corso, S. de Gironcoli, P. Giannozzi, C. Cavazzoni, G. Ballabio, S. Scandolo, G. Chiarotti, P. Focher, A. Pasquarello, K. Laasonen, A. Trave, R. Car, N. Marzari, A. Kokalj, <http://www.quantumespresso.org>. [11] F.D. Murnaghan, The compressibility ofmediaunder extreme pressures, Proc. Natl. Aca Sci., cilt 30, no.1, pp. 244-247,1944. [12] M. Born, K. Huang, Dynamical Theory of Crystal Lattices, Oxford:At the Clarendon press, 1954. [13] O. Örnek and N. Arıkan, Structural, electronic, elastic, thermodynamic and phononproperties of LaX (X = Cd, Hg and Zn) compounds in the B 2 phase, International Journal of Modern Physics B, cilt 30, no. 24,pp.1650169-1650179,2016. [14] N. Arıkan, The first-principles study on Zr 3Al and Sc 3Al in L1 2 structure, Journal of Physics and Chemistry of Solids, cilt 74, pp. 794-798, 2013. [15] O. Örnek, Ab İnito Study Of Rh 3La Compound in L1 2 Phase, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, cilt 20, no. 3, pp. 591-595,2016. [16] N. Arıkan, O. Örnek, Ş. Uğur and G. Uğur, Structural, elastic, electronic, phonon and thermal properties of Ir 3Ta and Rh 3Ta alloys, Philosophical Magazine Letters, cilt 95, no. 7, pp. 392 400, 2015. [17] A. T. Petit and P. L. Dulong, Recherches sur quelques points importants de la Théorie de la Chaleur, Ann. Chim. Phys., cilt 10, pp. 395-413,18. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 21, no. 3: pp. 511-515, 2017 515