Ab-initio дослідження фізичних особливостей інтерметалідів Pt-Co
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.
Завантаження
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).
Авторське право (c) 2026 Х. Гримед, Р. Булехфар, Х. Бен Садаллах, Ф. Семарі, Й. Хеніуї, Д. Саяд, М. Буджелал, Х. Мераджи, С. Гемід, Д. Сінгх, Р. Кената

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
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).


