Ab-initio дослідження фізичних особливостей інтерметалідів Pt-Co

Автор(и)

  • Х. Гримед Лабораторія матеріалознавства та енергетичної інженерії (LMGE), Університет від 20 серпня 1955 р., Скікда, Алжир; Лабораторія LRPCSI, Університет від 20 серпня 1955 р., Скікда, Алжир
  • Р. Булехфар Лабораторія матеріалознавства та енергетичної інженерії (LMGE), Університет від 20 серпня 1955 р., Скікда, Алжир https://orcid.org/0009-0006-2015-739X (неавтентифікований)
  • Х. Бен Садаллах Лабораторія матеріалознавства та енергетичної інженерії (LMGE), Університет від 20 серпня 1955 р., Скікда, Алжир
  • Ф. Семарі Лабораторія квантової фізики речовини та математичного моделювання, Університет Маскари, Маскара, Алжир https://orcid.org/0009-0001-0778-9118 (неавтентифікований)
  • Й. Хеніуї Кафедра структурних та облицювальних матеріалів, Відділ паливних технологій, Ядерний дослідницький центр Драрія, Себала, Драрія, Алжир, Алжир
  • Д. Саяд Лабораторія електроніки Скікди (LRES), Кафедра електротехніки, Університет від 20 серпня 1955 р., Скікда, Алжир https://orcid.org/0000-0002-8179-8127 (неавтентифікований)
  • М. Буджелал Лабораторія квантової фізики речовини та математичного моделювання, Університет Маскари, Маскара, Алжир https://orcid.org/0000-0001-5772-1878 (неавтентифікований)
  • Х. Мераджи Лабораторія радіаційної фізики, кафедра фізики, факультет природничих наук, Університет Баджі Мохтара, Аннаба, Алжир https://orcid.org/0000-0002-3359-3725 (неавтентифікований)
  • С. Гемід Лабораторія радіаційної фізики, кафедра фізики, факультет природничих наук, Університет Баджі Мохтара, Аннаба, Алжир
  • Д. Сінгх Кафедра фізики, Інститут фізичних наук для вивчення та досліджень ім. професора Раджендри Сінгха (Раджу Бхайя), Університет Віра Бахадура Сінгха Пурванчала, Джаунпур, Університетський патріархат, Індія https://orcid.org/0000-0002-3011-2375 (неавтентифікований)
  • Р. Кената Лабораторія квантової фізики речовини та математичного моделювання, Університет Маскари, Маскара, Алжир; Алжирська академія наук і технологій, Райс Хаміду Вілла-Ель-Маданія, Алжир, Алжир https://orcid.org/0000-0002-5573-1711 (неавтентифікований)

DOI:

https://doi.org/10.26565/2312-4334-2026-3-43

Ключові слова:

DFT, FP-LAPW, інтерметалід, електронні властивості, механічні константи

Анотація

У цій статті досліджуються структурні, електронні, механічні, магнітні та термодинамічні властивості інтерметалевих сполук Pt-Co за допомогою методу FP-LAPW (повнопотенціальна лінеаризована доповнена плоска хвиля) в рамках DFT (теорії функціоналу густини), реалізованого в коді Wien2k. Негативні ентальпії утворення та енергії когезії вказують на те, що Pt3Co (L12), PtCo (L10) та PtCo3 (L12) стабільні у феромагнітній (FM) фазі. Розрахунки постійних кристалічної решітки та модуля об'ємної пружності узгоджуються з існуючими теоретичними та експериментальними значеннями. Отримана електронна зонна структура встановлює металеву природу та магнітний характер усіх трьох досліджуваних сполук. Визначено глибину нагріву на рівні Фермі, коефіцієнт електронної теплоємності γth, поляризацію P% та магнітний момент. Дослідження пружних та механічних характеристик показує, що вибрані матеріали є стабільними та злегка анізотропними. Матеріали Pt3Co та PtCo3 є за своєю суттю пластичними, а PtCo є твердішою сполукою. Для кращого розуміння цих матеріалів застосовується квазігармонічна модель Дебая для вивчення їхніх теплових властивостей.

Посилання

B.S. Mun, M. Watanabe, M. Rossi, V. Stamenkovic, N.M. Markovic, P.N. Ross, J. Chem. Phys. 123, 204717 (2005). https://doi.org/10.1063/1.2126662

Z.M. Liu, L.L. Ma, J. Zhang, K. Hongsirikarn, and J.G. Goodwin, Catal. Rev. 55, 255 (2013). https://doi.org/10.1080/01614940.2013.795455

N.A. Frey, and S. Sun, Inorganic Nanoparticles: Synthesis, Application, and Perspectives, (CRC Press, Boca Raton, 2010), pp. 33–68.

J.M. Montejano-Carrizales, F. Aguilera-Granja, C. Goyhenex, V. Pierron-Bohnes, J.L. Morán-López, J. Magn. Magn. Mater. 355, 215–224 (2014). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2013.10.035

N.L. Lethole, P. Mukumba, and G. Makaka, J. Alloys Compd. 565, 170298 (2023). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.170298

D. Weller, A. Moser, L. Folks, M.E. Best, W. Lee, et al., IEEE Trans. Magn. 36, 10 (2000). https://doi.org/10.1109/20.824418

D.J. Sellmyer, M. Yu, R.A. Thomas, Y. Liu, and R.D. Kirby, Phys. Low-Dimens. Struct. 1–2, 155–165 (1998).

D. Kim, J.E. Saal, L. Zhou, S. Shang, Y. Du, Z.-K. Liu, Calphad, 35, 323 (2011). https://doi.org/10.1016/j.calphad.2011.04.005

U.A. Paulus, A. Wokaun, G.G. Scherer, T.J. Schmidt, V. Stamenkovic, V. Radmilovic, N.M. Markovic, and P.N. Ross, Electrochim. Acta, 47, 3787 (2002). https://doi.org/10.1016/s0013-4686(02)00349-3

M.T.M. Koper, Surf. Sci. 548, 1–3 (2004). https://doi.org/10.1016/j.susc.2003.10.045

W. Yu, M.D. Porosoff, and J.G. Chen, Chem. Rev. 112, 5780 (2012). https://doi.org/10.1021/cr300096b

V.R. Stamenkovic, B.S. Mun, M. Arenz, K.J.J. Mayrhofer, C.A. Lucas, G. Wang, P.N. Ross, et al., Nat. Mater. 6, 241 (2007). https://doi.org/10.1038/nmat1840

B.N. Grgur, G. Zhuang, N.M. Markovic, and P.N. Ross, J. Phys. Chem. B, 101, 3910 (1997). https://doi.org/10.1021/jp9704168

J.-S. Kim, D. Seol, J. Ji, H.-S. Jang, Y. Kim, and B.-J. Lee, Curr. Appl. Phys. 59, 131-141 (2017).

I. Galanakis, M. Alouani, and H. Dreyssé, J. Magn. Magn. Mater. 320, 221(2002). https://doi.org/10.1016/s0921-4526(02)00687-7

K. Aledealat, B. Aladerah, A. Obeidat, M. Gharaibeh, Heliyon, 7, e08639 (2021). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e08639

M. Futamoto, M. Nkamura, M. Ohtake, N. Inaba, and T. Shimotsu, AIP Adv. 6, 085302 (2016). https://doi.org/10.1063/1.4960554

K.M. Krishnan, C. Nelson, C.J. Echer, R.F.C. Farrow, R.F. Marks, and A.J. Kellock, J. Appl. Phys. 83, 6810 (1998). https://doi.org/10.1063/1.367815

S.C. Tsang, C.H. Yu, H. Tang, H. He, V. Castelletto, I.W. Hamley, T. Narayanan, et al., Chem. Mater. 20, 4554 (2008). https://doi.org/10.1021/cm801068j

Y. Wang, X. Zhang, Y. Liu, Y. Jiang, Y. Zhang, and J. Yang, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 70, 528 (2014).

M. Neamtu, C. Nadejde, V.D. Hodoroaba, R.J. Schneider, L. Verestiuc, and U. Panne, Sci. Rep. 8, 6278 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-24721-4

T.S. Rodrigues, A.G.M. da Silva, and P.H.C. Camargo, J. Mater. Chem. A, 7, 5857 (2019). https://doi.org/10.1039/c9ta00074g

L.M. Rossi, N.J.S. Costa, F.P. Silva, and R. Wojcieszak, Green Chem. 16, 2906 (2014). https://doi.org/10.1039/c4gc00164h

A.M. Alssad, A.A. Ahmed, H.A. Qattous, Heliyon, 5, e02433 (2019). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02433

A. Obeidat, B. Aladerah, M.-K. Qaseer, J. Alloys Compd. 559, 169501 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.169501

H. Okamoto, J. Phase Equilib. Diffus. 40, 743 (2019). https://doi.org/10.1007/s11669-019-00760-w

J. Cui, Y. Zeng, Q. Zheng, Q. Peng, F. Yu, X. Wang, N. Xie, et al., Fuel, 142, 292 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.05.394

R. Wu, J. Zuo, L. Zhao, Z. Zhu, Q. Li, X. Niu, and J.S. Chen, Chem. Commun. 61, 5742 (2025). https://doi.org/10.1039/d5cc00736d

Y.-L. Mai, X.-S. Xie, Z.-D. Wang, C.-F. Yan, and G.-H. Liu, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 50, 114–121 (2022).

H. Li, D. Wei, C. Shi, Q. Long, L. Zhou, H. Jin, J. Yu, et al., J. Alloys Compd. 985, 119089 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2025.119089

J. Shen, C. Chen, L. Song, L. Zhong, K. Shan, Y. Guo, W. Zhan, et al., Wang, Appl. Surf. Sci. 379, 133066 (2025). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2024.133066

Z. Qin, L. Wu, R. He, Z. Meng, J. Pan, and J. Zeng, Appl. Surf. Sci. 475, 143675 (2024). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2023.143675

H. Wang, J. Liu, K. Du, X. Wang, X. Li, Y. Liu, C. Min, at al., J. Power Sources, 616, 235127 (2024). https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2024.235127

J. Zou, Y. Du, R. Fang, X. Duan, Y. Liu, J. Mao, L. Yu, et al., Fuel, 307, 121794 (2022). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121794

S. Wang, W. Xu, Y. Zhu, Q. Luo, C. Zhang, S. Tang, and Y. Du, J. Mater. Sci. 13, 827 (2020).

C. Luo, K. Wan, J. Wang, B. Li, D. Yang, P. Ming, and C. Zhang, Renew. Sustain. Energy Rev. 679, 165 (2025). https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.10.063

D. Fu, Z. Hu, J. Xun, X. Yu, L. Wang, S. Zeng, and F. Li, Fuel, 396, 135250 (2025). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.135250

B. Ravichandran, N. Narayanan, H. Liu, W. Zhang, N. Bhuvanendran, and H. Su, J. Power Sources, 402, 136040 (2025). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2025.136040

V. Domin, M. Prokop, T. Bystron, M. Gatalo, L. Pavko, N. Hodnik, B.F. Gomes, et al., Appl. Catal. B: Environ. 536, 146707 (2025). https://doi.org/10.1016/j.electacta.2025.146707

M. Kim, H.E. Bae, J. Song, T.B.N. Huynh, T.T. Pham, S.K. Cho,T. Lim, et al., Curr. Opin. Electrochem. 52, 101934 (2025). https://doi.org/10.1016/j.mtener.2025.101934

U. Guevara, R. López, J. Blanco, and J. Núñez, Mater. Res. Express, 6, 096514 (2019). https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab2c50

S. Karoui, H. Amara, B. Legrand, and F. Ducastelle, J. Phys.: Condens. Matter, 25, 056005 (2013). https://doi.org/10.1088/0953-8984/25/5/056005

X. Gonze, J.-M. Beuken, R. Caracas, F. Detraux, M. Fuchs, G.-M. Rignanese, L. Sindic, et al., Comput. Mater. Sci. 25, 478 (2002). https://doi.org/10.1016/s0927-0256(02)00325-7

R. Boulechfar, Y. Khenioui, S. Drablia, H. Meradji, M. Abu-Jafar, S. Bin Omran, et al., Solid State Commun. 273, 23 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ssc.2018.02.005

A.T. Khodja, R. Boulechfar, H. Meradji, Y. Akeb, R. Chemam, S. Ghemid, and X. Wang, Solid State Sci. 100, 107651 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jmgm.2020.107651

A. Front, B. Legrand, G. Tréglia, C. Mottet, Surf. Sci. 679, 128 (2019). https://doi.org/10.1016/j.susc.2018.08.024

J.P. Perdew, and Y. Wang, Phys. Rev. B, 45, 13244 (1992). https://doi.org/10.1103/physrevb.98.079904

R.V. Chepulskii, and W.H. Butler, Phys. Rev. B, 86, 155401 (2012). https://doi.org/10.1103/physrevb.86.155401

Z.-B. Li, K. Xiong, C.-C. Jin, Y.-J. Sun, B.-W. Wang, S.-M. Zhang, J.-J. He, et al., Rare Met. 40, 1208 (2021). https://doi.org/10.1007/s12598-020-01656-2

J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996). https://doi.org/10.1103/physrevlett.78.1396

L. Zosiak, C. Goyhenex, R. Kozubski, and G. Tréglia, J. Phys.: Condens. Matter, 27, 455503 (2015). https://doi.org/10.1088/0953-8984/27/45/455503

S.-M. Zhang, K. Xiong, C.-C. Jin, Z.-B. Li, J.-J. He, and Y. Mao, Rare Met. 40, 1020 (2021). https://doi.org/10.1007/s12598-020-01651-7

K. Aledealat, B. Aladerah, and A. Obeidat, J. Alloys Compd. 363, 115112 (2023). https://doi.org/10.1016/j.ssc.2023.115112

M.A. Rahman, K. Mousumi, M.L. Ali, R. Khatun, M.Z. Rahman, S.S. Hasan, W. Hasan, et al., Results Phys. 44, 106141 (2023). https://doi.org/10.1016/j.rinp.2022.106141

M.N. Sadat, M.A. Rahman, D.C. Roy, M.A. Rahman, M.Z. Hasan, I. Ahmad, S. Chowdhury, et al., Physica B, 672, 415402 (2024). https://doi.org/10.1016/j.physb.2023.415402

Z. Wei, Y. Xie, Y. Xiao, J. Chen, J. Xue, N. Qu, and J. Zhu, J. Mater. Res. 1–11 (2025). https://doi.org/10.1557/s43578-025-01596-6

P. Rani, M.K. Kashyap, R. Singla, J. Thakur, and A.H. Reshak, J. Alloys Compd. 835, 155325 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155325

M. Islam, M.S.I. Sarker, T. Nakamura, M.K.R. Khan, F.A. Khan, M.A. Islam, and S. Sato, Mater. Chem. Phys. 269, 124727 (2021). https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124727

Z. Zine, N. Meftah, Phys. Solid State, 66, 416–423 (2024). https://doi.org/10.1134/s1063783424601115

Z. Zine, N. Meftah, and B. Daoudi, Solid State Commun. 396, 115769 (2025). https://doi.org/10.1016/j.ssc.2024.115769

S. Imada, T. Muro, T. Shishidou, S. Suga, H. Maruyama, K. Kobayashi, and T. Kanomata, Phys. Rev. B, 59, 8752 (1999). https://doi.org/10.1016/s0921-4526(97)00234-2

J.M. Sanchez, J.L. Moran-Lopez, C. Leroux, and M.C. Cadeville, J. Phys. C: Solid State Phys. 21, L1091–L1096 (1988). https://doi.org/10.1088/0022-3719/21/33/004

J.M. MacLaren, R.R. Duplessis, R.A. Stern, and S. Willoughby, J. Appl. Phys. 41, 4374 (2005). https://doi.org/10.1109/tmag.2005.854755

A. Kootte, C. Haas, R.A. de Groot, J. Phys. : Condens. Matter, 3, 1133 (1991). https://doi.org/10.1088/0953-8984/3/9/009

A. Alam, B. Kraczek, D.D. Johnson, Phys. Rev. B, 82, 024435 (2010). https://doi.org/10.1103/physrevb.82.024435

P. Blaha, K. Schwarz, F. Tran, R. Laskowski, G.K.H. Madsen, and L.D. Marks, J. Chem. Phys. 152, 074101 (2020). https://doi.org/10.1063/1.5143061

O.K. Andersen, Phys. Rev. B, 12, 3060 (1975). https://doi.org/10.1103/physrevb.12.3060

J.P. Perdew, J.A. Chevary, S.H. Vosko, K.A. Jackson, M.R. Pederson, D.J. Singh, and C. Fiolhais, Phys. Rev. B, 46, 6671 (1992). https://doi.org/10.1103/physrevb.46.6671

F.D. Murnaghan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 30, 244 (1944). https://doi.org/10.1073/pnas.30.9.244

R.G. Hennig, A.E. Carlsson, K.F. Kelton, and C.L. Henley, Phys. Rev. 71, 100 (2005). https://doi.org/10.1103/physrevb.71.144103

D. Zhou, J. Liu, S. Xu, and P. Peng, Comput. Mater. Sci. 51, 409 (2012). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.07.012

D. Zhou, J. Liu, S. Xu, and P. Peng, Comput. Mater. Sci. 86, 24 (2014). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2014.01.007

R. Hultgren, P.D. Desai, D.T. Hawkins, M. Gleiser, and K.K. Kelley, Selected Values of the Thermodynamic Properties of Binary Alloys, ASM, Metals Park, OH, 1973.

Z. Li, K. Xiong, Y. Sun, C. Jin, S. Zhang, J. He, and Y. Mao, Comput. Condens. Matter, 23, e00462 (2020). https://doi.org/10.1016/j.cocom.2020.e00462

W.B. Pearson, A Handbook of Lattice Spacings and Structures of Metals and Alloys, (Pergamon Press, Oxford, 1964).

Shuttleworth, Magnetochemistry, 6, 61 (2020). https://doi.org/10.3390/magnetochemistry6040061

C. Leroux, M.C. Cadeville, V. Pierron-Bohnes, G. Inden, and F. Hinz, J. Phys. F: Met. Phys. 18, 2033 (1988). https://doi.org/10.1088/0305-4608/18/9/021

N.I. Vlasova, G.S. Kandaurova, and N.N. Shchegoleva, J. Magn. Magn. Mater. 222, 138 (2000). https://doi.org/10.1016/s0304-8853(00)00506-0

M.J. Capitan, S. Lefebvre, Y. Calvayrac, M. Bessiere, and P. Cenedese, J. Appl. Crystallogr. 32, 1039 (1999). https://doi.org/10.1107/s002188989900998x

R.J. Soulen Jr., J.M. Byers, M.S. Osofsky, B. Nadgorny, T. Ambrose, S.F. Cheng, P.R. Broussard, et al., Science, 282, 85 (1998). https://doi.org/10.1126/science.282.5386.85

F. Goumrhar, L. Bahmad, O. Mounkachi, and A. Benyoussef, Comput. Condens. Matter, 15, 15 (2018). https://doi.org/10.1016/j.cocom.2018.03.003

R.J. Lange, S.J. Lee, D.W. Lynch, P.C. Canfield, B.N. Harmon, et al., Phys. Rev. B, 58, 351 (1998). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.58.351

I. Galanakis, M. Alouani, and H. Dreyssé, Phys. Rev. B, 62, 6475 (2000). https://doi.org/10.1103/physrevb.62.6475

M. Born, and K. Huang, Dynamical Theory of Crystal Lattices, (Clarendon Press, Oxford, 1956).

W. Voigt, Ann. Phys. 38, 573 (1889). https://doi.org/10.1002/ange.18890022003

A. Reuss, Z. Angew. Math. Mech. 9, 49 (1929). https://doi.org/10.1002/zamm.19290090104

R. Hill, Proc. Phys. Soc. Lond. A 65 (1952) 349.

C.H. Jenkins, and S.K. Khanna, Mechanics of Materials, (Elsevier, 2005).

S.F. Pugh, Philos. Mag. 45, 823 (1954). https://doi.org/10.1080/14786440808520496

D.G. Pettifor, Mater. Sci. Technol. 8, 289 (1992). https://doi.org/10.1007/978-1-4615-3382-5_17

X.-Q. Chen, H. Niu, D. Li, and Y. Li, Intermetallics, 19, 1275 (2011). https://doi.org/10.1016/j.intermet.2011.03.026

O.L. Anderson, J. Phys. Chem. Solids, 24, 909 (1963). https://doi.org/10.1016/0022-3697(63)90067-2

Y. Pan, and M. Wen, Vacuum, 156, 419 (2018). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2018.08.010

Nianyi, W. Shangan, Z. Yong, and Z. Xiangyun, J. Alloys Compd. 234, 130 (1996). https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)01963-4

Q. Chen, Z. Huang, Z. Zhao, and C. Hu, Comput. Mater. Sci. 67, 196 (2013). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2012.08.010

G. Inden, in: Proc. Int. Conf. on Solid-Solid Phase Transformations, TMS-AIME, (Warrendale, PA, 1983), pp. 175.

J.M. Sanchez, J.L. Moran-Lopez, C. Leroux, and M.C. Cadeville, J. Phys. : Condens. Matter, 1, 491 (1989). https://doi.org/10.1088/0953-8984/1/2/019

S.I. Ranganathan, and M. Ostoja-Starzewski, Phys. Rev. Lett. 101, 055504 (2008). https://doi.org/10.1103/physrevlett.101.055504

X. Luan, Q. Zhang, H. Bao, J. Zhou, B. Zhang, G. Wu, and J. Li, Crystals, 8, 307 (2018). https://doi.org/10.3390/cryst8080307

X. Li, X. Chen, L. Han, C. Ruan, P. Lu, and P. Guan, J. Mater. Res. 31, 2956 (2016). https://doi.org/10.1557/jmr.2016.307

M.A. Blanco, E. Francisco, and V. Luaña, Comput. Phys. Commun. 158, 57 (2004). https://doi.org/10.1016/j.comphy.2003.12.001

P.L. Dulong, and A.T. Petit, Ann. Chim. Phys. 10, 395 (1819).

Завантаження

Опубліковано

2026-09-01

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають