LaPtSi kristal yapıya sahip bazı malzemelerin fiziksel özelliklerinin teorik olarak incelenmesi

Merkezi simetrik olmayan (noncentrosymmetric (NCS)) LaPtSi yapıdaki birçok bileşiğin süperiletkenliği deneysel olarak 1980'li yıllardan beri bilinmesine rağmen onlar üzerine yapılan teorik çalışmalar yok denecek kadar azdır. Fakat teorik çalışmalar bu tür bileşiklerde süperiletkenliğin orijininin belirlenmesine ışık tutar. Çünkü BCS teorisine göre süperiletkenliğe yol açan Cooper çiftlerinin oluşumunda fononlar aracılık etmektedir. Bu gerçek, süperiletken bileşiklerin elektronik ve fononik özelliklerinin çalışılmasının önemini ortaya koymaktadır. Ayrıca elektron-fonon etkileşimi özellikleri de ayrıntılı bir şekilde çalışılarak hangi elektronik orbitallerin ve hangi fonon modlarının süperiletkenliğe geçişi sağladığı tespit edilmelidir. Yukardaki gerçeklerden yola çıkarak bu tez çalışmasının ilk adımında NCS LaPtSi-tipi kristalleşen LaRhP, LaRhAs, LaIrP, LaIrAs, LaIrGe ve LaPtGe bileşiklerinin yapısal ve elektronik özellikleri günümüzün en geçerli teorik metodu olan yoğunluk fonksiyonel teorisinin yerel yoğunluk yaklaşımı altında spin-orbitsiz ve spin-orbitli (SOC) olarak detaylı bir şekilde incelenmiştir. Böylece bu bileşiklerin elektronik yapıları üzerinde SOC etkisi tespit edilmiştir. Bu etki Ir (veya Pt) içeren bileşiklerde diğer bileşiklere göre az da olsa güçlüdür. Bunun nedeni Ir (veya Pt)'nin Rh'a göre ağır olan kütleleridir çünkü SOC etkisi Z atom numarası olmak üzere Z4 ile doğru orantılıdır. İncelenen bütün bileşiklerde d-elektronları Fermi seviyesi civarında oldukça baskındır bu da onların elektronik yapılarının d-karakterinde olduğuna bir işarettir. Diğer bir işaret ise Cooper çiftlerinin bu elektronlar tarafından oluşturulacağıdır çünkü enerjisi Fermi enerjisine yakın elektronlar momentumun ve enerjinin korunumuna göre bu çiftleri oluşturma potansiyeline sahiplerdir. Elektronik özellikler incelendikten sonra lineer tepki metodu kullanılarak incelenen bileşiklerin fonon spektrumları ve fonon durum yoğunlukları hesaplanmıştır. Yine Ir (veya Pt) içeren bileşiklerde fonon spektrumlarında SOC etkisi daha fazla gözlenmiştir. Bu tezin ana amacı süperiletkenliğin hangi orbitallerden ve de hangi fonon modlarından kaynaklandığını belirlemektir. Bu amaca ulaşmak için tüm bileşikler üzerine elektron-fonon etkileşimi hesaplamaları yapılmıştır. Bu hesaplamalar yapılırken BCS teorisini baz alan Migdal-Eliashberg teorisi kullanılmıştır. Bu teori için gerekli olan elektronik ve fononik sonuçlar ise sırasıyla yoğunluk fonksiyonel teorisi ve lineer tepki metodundan elde edilmiştir. Rh içeren bileşiklerin Eliashberg spektrumunda SOC etkisi yok denecek kadar azdır. Fakat Ir (veya Pt) içeren bileşiklerde bu etki gözlenebilecek mertebededir. Hatta SOC etkisinin dahil edilmesi bu bileşikler için deneyle uyumu iyileştirmektedir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında elde edilen sonuçlar, NCS LaPtSi yapıda kristalleşen bu tür bileşiklerin gelecekteki araştırmalara hem deneysel hem de teorik açıdan ilham kaynağı oluşturması beklenmektedir. Bu bulgular, benzer yapıdaki bileşiklerin özelliklerinin daha ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını sağlayarak, bilim dünyasındaki diğer araştırmacıları bu alanda yeni çalışmalara teşvik etmeyi hedeflemektedir.