Akademik Veri Yönetim Sistemi
14th International ZEUGMA CONGRESS ON SCIENTIFIC RESEARCH , Gaziantep, Türkiye, 9 - 10 Eylül 2025, ss.1056-1065, (Tam Metin Bildiri)
Bu
çalışmada ZrPbO3 kristalinin bir takım fiziksel özellikleri teorik
olarak araştırılmıştır. Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisine (YFT) dayalı olarak
gerçekleştirilen hesaplamalarda Genelleştirilmiş Gradyent Yaklaşımı (GGY)
kullanılmıştır. Perovskite kübik kristal olan ZrPbO3’ün birim hücre
görüntüsü VESTA programı yardımı ile çizdirilmiştir. Bu kristalin yapısal,
elektronik, elastik ve optik özellikleri ise ABINIT programı kullanılarak
hesaplanmıştır. Hesaplamalara ilk olarak kesme enerjisi ve k noktalarının
eldesi optimizasyonları ile başlanmıştır. Kesme enerjisi değeri 40 Ha, k
noktaları sayısı ise 8x8x8 Monkhorst-Pack bölümlemesi altında 20 olarak
bulunmuş ve tüm hesaplamalarda kullanılmıştır. Ardından hacim optimizasyonu
yapılmıştır. Böylece ZrPbO3 kristalinin örgü parametresi teorik
olarak hesaplanmıştır. Bu aşamada ZrPbO3 kristalinin temel durumdaki
toplam enerjisi, hacmi ve basınç hacim ilişkileri de elde edilmiştir.
Elektronik özelliklerinin incelenmesi için kristalin elektronik band grafiği
ile toplam ve kısmi durum yoğunluğu grafikleri elde edilmiştir. Bu grafikler ZrPbO3
kristalinin 2.15 eV değerinde yasak band aralığına sahip olan dolaylı geçişli
bir yarı iletken olduğunu ortaya koymuştur. Kısmi durum yoğunluğu grafikleri
ile de bu kristali oluşturan atomların toplam durum yoğunluğuna katkıları
belirlenmiştir. Ardından ZrPbO3 kristalinin elastik sertlik
katsayıları hesaplanmıştır. Bu katsayılar kullanılarak Yığın, Kesme ve Young
modüleri ile Poison oranı, Esneklik katsayısı, Debye sıcaklığı ve Zener
anizotropi değeri hesaplanmış ve bu kristalin yüksek termoiletkenliğe sahip bir
elastik yapıda olduğu bulunmuştur. Son aşamada kristalin kompleks dielektrik
fonksiyonları hesaplanmış ve buradan yansıtıcılık, kırılma indisi, soğurma
katsayısı, sönüm katsayısı gibi optik özellikler ortaya konulmuştur.
In
this study, some physical properties of ZrPbO3 crystal have been
investigated theoretically. Generalised Gradient Approximation (GGA) was used
in the calculations based on Density Functional Theory (DFT). The unit cell
image of ZrPbO3, a perovskite cubic crystal, has been drawn with the
help of VESTA programme. The structural, electronic, elastic and optical
properties of this crystal were calculated using the ABINIT programme. The
calculations started with the optimisation of the cut-off energy and k points.
The cut-off energy value was found to be 40 Ha and the number of k points was
found to be 20 under 8x8x8 Monkhorst-Pack partitioning and used in all
calculations. Then volume optimisation was performed. Thus, the lattice
parameter of ZrPbO3 crystal was calculated theoretically. At this
stage, the total energy, volume and pressure volume relations of the ZrPbO3
crystal in the ground state were also obtained. In order to investigate the
electronic properties of the crystal, the electronic band graph and total and
partial density of state graphs were obtained. These graphs revealed that ZrPbO3
crystal is an indirect transition semiconductor with a forbidded band gap
of 2.15 eV. Partial density of states plots were also used to determine the
contributions of the atoms forming this crystal to the total density o states.
Then the elastic stiffness coefficients atoms forming this crystal to the total
density of states. Then the elastic stiffness coefficients of ZrPbO3
crystal were calculated. Using these coefficients, Bulk, Shear and Young’s
moduli, Poisson ratio, Flexibility coefficient, Debye temperature and Zener
anisotropy value were calculated and it was found that this crystal has an
elastc structure with high thermo-conductivity. In the last step, the complex
dielectric functions of the crystal were calculated and optical properties such
as reflection, refractive index, absorption coefficient and extinction
coeefficient were determined.