MgF2'de yüksek basınç etkisiyle yapısal faz dönüşümleri ve dönüşüm mekanizmasının incelenmesi

Bu çalışmada, ab-initio tekniği kullanılarak MgF2'nin yüksek basınç etkisi altındaki davranışı araştırıldı. Bu malzemeye sıfır-basınçtan başlanılarak 10 GPa'lık artışlarla 130 GPa'ya kadar kademeli olarak artan basınçlar uygulandı. Siesta programı ile yürütülen simülasyonlar boyunca MgF2'nin iki yüksek basınç fazına rastlandı. Bu fazlar, 20 GPa basınç altında Pnnm ve 90 GPa basınç altında Pnma olarak belirlendi. Bu malzemenin, 20 GPa basınç altında rutil-tipi yapıdan uzay grubu Pnnm olan CaCl2-tipi yapıya, 90 GPa basınç altında da CaCl2-tipi yapıdan uzay grubu Pnma olan α-PbCl2-tipi yapıya faz dönüşümlerine uğradığı kanaatine varıldı. İkinci dönüşümünün uzay grupları P21/m, P21 ve P212121 olan üç ara faz oluşumunu takiben meydana geldiği tespit edildi. Bu çalışmada elde edilen faz geçişlerinin deneysel sonuçlara uyumunu araştırmak için toplam enerji ve entalpi hesaplamaları yapıldı. Bu hesaplamalar sonucu faz değişimlerinin birinci dönüşüm için 9 ve ikinci dönüşüm için 35 GPa civarında gerçekleştiği sonucuna varıldı. Bu sonuçların literatür ile uyum içinde olduğu görüldü. Titizlikle yapılan literatür taramalarımıza göre ikinci faz dönüşümü sırasında elde edilen P21/m, P21 ve P212121 ara fazlarının ilk defa bu çalışmada gözlendiği kanaatine varıldı.