First principles investigation of lattice dynamical properties of Cu-based chalcopyrite semiconductors and high dielectric constant materials

Bakır tabanlı üçlü yarıiletkenlerin yapısal, elastik ve örgü dinamiği özelliklerinin basınca bağımlılığı ve çok yüksek genişlikte düşük frekans dielektrik sabitli bazı perovskite yapıların elektronik, yapısal ve dielektrik özelliklerinin temel ilkelerden incelenmesi olarak iki konu çalışmayı planlamıştık.Öncelikle kalkopirit yarı iletkenler CuGaSe2 and CuAlS2'nin hacime bağlı elastik ve örgü dinamiği özellikleri üzerine ab initio hesaplamalar yaptık. Hesaplamalar yerel yoğunluk yaklaşımı çerçevesinde norm korunumlu sanal potansiyeller ve düzlem dalga tabanı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Born etkin yük tensörleri, dielektrik geçirgenlik tensörleri, Brillouin bölge merkezli fonon frekansları ile bunların grüneissen parametreleri, yoğunluk fonksiyonel tedirginme teorisi kullanılarak hesaplandı. Hesaplanan büyüklüklerin grüneissen parametreleri çinkoblende türü yapıların ki ile aynı biçimde olduğu bulundu. Ayrıca hesaplanan elastik-sertlik katsayılarının sanal kübik davranış gösterdiği tespit edildi.Ikinci araştırma konusu olarak, yüksek dielektrik sabitli perovskite türevi oksit Na1/2Bi1/2Cu3Ti4O12 malzemesinin elektronik, dielektrik ve örgü dinamiği özelliklerinin ab initio sonuçlarını rapor ettik. Hesaplamalar yerel spin yoğunluk yaklaşımı, norm korunumlu sanal potansiyeller ve düzlem dalga tabanı kullanılarak yapıldı. Taban durumu direk bant aralıklı antiferromanyetik yarıiletken olarak bulundu. Born etkin yük tensörleri, dielektrik geçirgenlik tensörleri ve Brillouin bölge merkezli fonon frekansları gibi örgü dinamiği özellikleri yerel yoğunluk tedirginme teorisi ile hesaplanarak, daha önce sıklıkla çalışılan CaCu3Ti4O12 ve CdCu3Ti4O12 malzemelerine benzerlik gösterdiği tespit edildi. Hesaplanan elektronik (?o=11.5) ve statik (??=150) dielektrik katsayıları, gözlenen yüksek dielektrik katsayılarının dışsal nedenli olduğunu göstermiştir. Statik dielektrik sabitine temel katkı düşük frekanslı (50 1/cm) yüksek mod etkin yüke sahip kızıl ötesi aktif moddan geldiği bulundu.