Дослідження структурних, пружних, теплових та транспортних властивостей потрійних сполук X(X=Co, Rh та Ir)MnAs, отриманих методом DFT
Анотація
Теорія функціональної щільності (DFT) з апроксимацією узагальненого градієнта використовується для дослідження пружних, термодинамічних і транспортних властивостей, а також для структурної стабільності потрійних напівгейслерівських сполук X(X=Co, Rh та Ir)MnAs. Це перше прогностичне дослідження цих сполук визначає такі механічні властивості, як стиснення, зсув, модуль Юнга та коефіцієнт Пуассона, не пропускаючи параметрів перевірки природи цих сполук, таких як твердість, анізотропний факт Зенера та тиск Коші. Коефіцієнт П'ю та коефіцієнт Пуассона дозволили визначити пластичну природу цих сполук. Швидкість звуку та температура Дебая цих сполук також була оцінена за пружними константами. Термодинамічні властивості також розраховані для інтервалу тиску від нуля до 25 ГПа. Вплив зміни хімічного потенціалу на коефіцієнт Зеєбека, електричну, теплову та електронну провідність, коефіцієнти потужності та переваги також досліджували для різних температур (300, 600, 900°К), так що ці сплави можуть бути кращими потенційними кандидатами для термоелектричних додатків.
Завантаження
Посилання
Enamullah, S.K. Sharma, Sameh, and S. Ahmed, J. Phys. Condens. Matter. 32, 405501 (2020). https://doi.org/10.1088/1361-648X/ab96f0
R. De Groot, F. Mueller, P. Van Engen, and K. Buschow, "New class of materials: halfmetallic ferromagnets", Phys. Rev. Lett. 50, (25) (1983) 2024. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.50.2024
S. Chibani, O. Arbouche, M. Zemouli, Y. Benallou, K. Amara, N. Chami, M.Ameri, and M. El Keurti, "First-principles investigation of structural, mechanical, electronic, and thermoelectric properties of Half-Heusler compounds RuVX (X= As,P, and Sb)", Comput. Condens. Matter, 16, e00312 (2018). https://doi.org/10.1016/j.cocom.2018.e00312
F. Benzoudji, O. Miloud Abid, T. Seddik, A. Yakoubi, R. Khenata, H. Meradji, G. Uùgur, S. Uùgur, and H.Y. Ocak, "Insight into the structural, elastic, electronic, thermo- electric, thermodynamic and optical properties of MRhSb (MDTi, Zr, Hf) half Heuslers from ab initio calculations", Chinese Journal of Physics, 59, 434 (2019), https://doi.org/10.1016/j.cjph.2019.04.009
A. Amudhavalli, R. Rajeswarapalanichamy, K. Iyakutti, and A.K. Kushwaha, "First principles study of structural and optoelectronic properties of Li based half Heusler alloys", Computational Condensed Matter, 14, 55 (2018), https://doi.org/10.1016/j.cocom.2018.01.002
F. Aversano, A. Ferrario, S. Boldrini, C. Fanciulli, M. Baricco, and A. Castellero, "Thermoelectric Properties of TiNiSn Half Heusler Alloy Obtained by Rapid Solidification and Sintering", J. Mater. Eng. Perform. 27, 6306 (2018). https://doi.org/10.1007/s11665-018-3735-6
W. Xie, A. Weidenkaff, X. Tang, Q. Zhang, J. Poon, and T.M. Tritt, "Recent advances in nanostructured thermoelectric half-Heusler compounds", Nanomaterials, 2, 379 (2012). https://doi.org/10.3390/nano2040379
J. Ma, V.I. Hegde, K. Munira, Y. Xie, S. Keshavarz, D.T. Mildebrath, C. Wolverton, A.W. Ghosh, and W. Butler, "Computational investigation of half-Heusler compounds for spintronics applications", Phys. Rev. B, 95, 024411 (2017). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.024411
R. Ahmad, A. Gul, N. Mehmood, "Artificial neural networks and vector regression models for prediction of lattice constants of half-Heusler compounds", Mater. Res. Express, 6, 046517 (2018). https://doi.org/10.1088/2053-1591/aafa9f
S. Chibani, N. Chami, O. Arbouche, K. Amara, A. Kafi, "Structural, elastic, electronic and transport properties of CoVX (X=Ge and Si) compounds: A DFT prediction", Computational Condensed Matter, 24, e00475 (2020). https://doi.org/10.1016/j.cocom.2020.e00475
P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Knasnicka, J. Lunitz, R. Laskowski, F. Tran, and L.D. Marks, WIEN2k, An Augunented Plane Wave Plus Local Orbital Programme for calculating crystal properties, (Vienna University of Technology, Vienna, Austria, 2001). http://www.wien2k.at/reg_user/textbooks/usersguide.pdf
W. Kohn, L.J. Sham, "Self-consistent equations including exchange and correlation effects", Phys. Rev. 140, A1133 (1965). https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
F.D. Murnaghan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 30, 244 (1944). https://doi.org/10.1073/pnas.30.9.244
P. Blaha, K. Schwarz, F. Tran, R. Laskowski, G.K.H Madsen, and D.L. Marks, J. Chem. Phys. 152, 074101 (2020), https://doi.org/10.1063/1.5143061.
M. Born, K. Huang, Dynamical theory of crystal lattices (international series of monographs on physics), (Oxford University Press, Oxford, U.K., 1954).
R. Hill, "The Elastic Behaviour of a Crystalline Aggregate. Proc. Phys. Soc. Sect. A, 65, 349 (1952). https://doi.org/10.1088/0370-1298/65/5/307
S.F. Pugh, Philos. Mag. 45, 823 (1954). https://doi.org/10.1080/14786440808520496
Y. Tian, B. Xu, and Z. Zhao, Int. J. Refract. Metals Hard Mater. 33, 93 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2012.02.021
V.I. Razumovskiy, E.I. Isaev, A.V. Ruban, and P.A. Korzhavyi, Intermetallics, 16, 982 (2008). https://doi.org/10.1016/j.intermet.2008.04.016
N. Arıkan, A. İyigör, A. Candan, Ş. Uğur, Z. Charifi, H. Baaziz, and G. Uğur, "Electronic and phonon properties of the full-Heusler alloys X2YAl (X=Co, Fe and Y=Cr, Sc): a density functional theory study", J. Mater. Sci. 49, 4180 (2014). https://doi.org/10.1007/s10853-014-8113-7
D.-y. Jung, K. Kurosaki, C.-e. Kim, H. Muta, and S. Yamanaka, "Thermal expansion and melting temperature of the half-Heusler compounds: MNiSn (M = Ti, Zr, Hf)", J. Alloys. Compd. 489, 328 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.09.139
P. Debye, Ann. Phys. 39, 789 (1912).
A. Otero-de-la-Roza, D. Abbasi-Pérez, and V. Luaña, "Gibbs2: A new version of the quasiharmonic model code. II. Models for solid-state thermodynamics, features and implementation", Comput. Phys. Commun. 182, 2232 (2011). https://doi.org/10.1016/j.cpc.2011.05.009
A.T. Petit, and P.L. Dulong, Ann. Chim. Phys. 10, 395 (1819).
E. Bringuier, "L'équation de transport électronique de Boltzmann dans les solides et l'approximation du temps de relaxation", European Journal of Physics, 40, 025103 (2019). https://doi.org/10.1088/1361-6404/aaf5f0
G.K.H. Madsen, and D.J. Singh, "BoltzTraP. A code for calculating band-structure dependent quantities", Computer Physics Communications, 175, 67 (2006). https://doi.org/10.1016/j.cpc.2006.03.007
G. Snyder, in CRC Handbook of Thermoelectrics, ed. D.M. Rowe (Boca Raton: CRC Press, 2006), p. 144.
B. Lenoir, Thermoélectricité: des principes aux applications, (Transport, 1990). pp. 1–19.
C.H.L. Goodman, "The prediction of semiconducting properties in inorganic compounds", Journal of Physics and Chemistry of Solids, 6, 305 (1958). https://doi.org/10.1016/0022-3697(58)90050-7
T. J. Seebeck, Abhand. Deut. Akad. Wiss, Berlin, (1822).
F.Z. Fouddad, S. Hiadsi, L. Bouzid, Y.F. Ghrici, and K. Bekhadda, "Low temperature study of the structural stability, electronic and optical properties of the acanthite α-Ag2S: Spin-orbit coupling effects and new important ultra- refraction property", Materials Science in Semiconductor Processing, 107, 104801 (2020). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2019.104801
P.F. Taylor, and C. Wood, Advan. Energy Conversion, 1, 141 (1961). https://doi.org/10.1016/0365-1789(61)90023-6
A.I. Ioffe, Energy fundamentals of semiconductor thermoelectric batteries, (Academy of Science of the USSR, Moscow, 1949). (in Russian)
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
