LnScO3(Ln = Eu, La, Nd, Sm, Pr, Tb) bileşiklerinin elektronik, mekanik, dinamik ve optik özelliklerinin incelenmesi: AB initio hesabı

Bu tez çalışmasında, nadir-toprak skandiyumlu LnScO3 (Ln = Eu, La, Nd, Pr, Sm, Tb) bileşiklerinin ortorombik yapıda yapısal, elektronik, mekanik, titreşim, termodinamik ve optik özellikleri GGA ve GGA+U yaklaşımları ile ab inito metodu kullanılarak incelendi. LnScO3 bileşiklerinin fiziksel büyüklükleri Hubbard-U düzeltme parametre değerine (0 < U ≤ 10 eV) bağımlılığı detaylı olarak incelenmiştir. Durum yoğunluğu ve elektronik bant yapısı hesaplamaları, LnScO3 bileşiklerinin yalıtkan bir malzeme olduğunu ve Γ-Γ noktasında doğrudan elektronik bant aralığına sahip olduğunu göstermiştir. GGA (+U) hesaplaması, Sc-3d ve O-2p durumları arasında güçlü bir hibritleşmenin olduğunu gösterir. Nadir-toprak (Ln)-5d durumları bu hibritleşmeye bir miktar katkıda bulunmaktadır. Elektronik yük dağılımı, (P)DOS ve BEC hesaplama sonuçları, LnScO3 bileşiklerinin bağlanma davranışının kovalent ve iyonik doğanın bir kombinasyonu olduğunu göstermektedir. Hesaplanan elastik sabitler, bu bileşiklerin mekanik kararlılığa sahip olduğunu göstermektedir. Elastik sabitler kullanılarak hem GGA hem deGGA+U'da hacim, kayma ve Young modülü, Poisson oranı, anizotropi faktörü, ses hızı ve Debye sıcaklığı hesaplanmıştır. Bileşiklerin fonon dispersiyon eğrileri ve fonon durum yoğunlukları hesaplanmış olup, bileşiklerin tüm fonon titreşim kipleri Brillouin bölgesinde pozitif olmasından dolayı bu bileşikler dinamik olarak kararlıdırlar. Bileşiklerin entropi, ısı kapasitesi, iç enerji ve serbest enerji gibi termodinamik özellikler incelenmiştir. Sonuçlarımız, GGA hesaplamalarında Hubbard-U teriminin uygulanmasından yapısal ve elektronik özelliklerin etkilendiğini ve hesaplanan örgü sabitlerinin, bağ uzunluğu ve bağ açılarının deneysel değerlerden daha fazla saptığını, elektronik bant aralığının ise deneysel değerlere yaklaştığını göstermektedir.