Basınç altında α -PbO2 fazındaki SnO2’nın yapısal ve dinamik özelliklerinin araştırılması

Abstract

SnO2 birçok uygulamalar için çok yararlı malzeme yapan çeşitli özel ve özgün özellikleri vardır. Malzemenin elastik sabitleri mekanik, fiziksel ve kimyasal özellikleri ile ilişki kurduğu için çok önemlidir. SnO2’nın yapısal ve elastik sabitleri VASP yazılımı kullanılarak Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ile araştırılmıştır. Örgü parametreleri, atomik konumlar ve elastik sabitler 18 GPa’ya kadar değişik basınçlarda çalışıldı. Hesaplanan elastik sabitler göstermektedir ki SnO2 mekanik olarak kararlıdır. Bulk modül, Debye sıcaklığı, Poisson oranı, Young modülü, shear modülü, kristal anizotropisi gibi bazı fiziksel nicelikler hesaplanan verilerden türetilmiştir. CaCl2 tipinden α-PbO2 yapısına faz geçişi 12,13 GPa elde edildi. SnO2’nin Debye sıcaklığı elastik modüller ve ses hızlarından hesaplandı. Ortam basıncında x, y ve z yönlerinde α-PbO2’nin ortalama sıkıştırıla bilirliği 1,90 TPa-1 dır. Ayrıca, basınç kaynaklı örgü (elastik) sabitleri diğer hesaplamalar ile elde edilen sonuçlarla doğrudan karşılaştırma yapmak amacıyla regresyon denklemine uyduruldu. Sonuçlar mevcut teorik ve deneysel verilerle kıyaslanmıştır.

Keywords

• SnO2
• α-PbO2 yapı
• elastik sabitler
• bulk modül
• Debye sıcaklığı