ثابت‌های کشسانی و تغییرات آنها با فشار در ترکیب مکعبی pbtio3 با استفاده از بسته محاسباتی irelast در چارچوب نظریه تابعی چگالی

در این مقاله خواص ساختاری و الکترونی بلور مکعبی ترکیب 3pbtio با استفاده از نظریه تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفته اند. محاسبات مربوط به ساختار نواری و چگالی حالت ها با استفاده از تابعی tbmbj و با در نظر گرفتن برهم کنش نسبیتی اسپین مدار انجام شده اند. نتایج به دست آمده از تابعی tbmbj و برهم کنش نسبیتی اسپین مدار نشان می دهند که گاف نواری محاسبه شده برابر 2/18 ev است. با به کارگیری تقریب های pbegga، pbesolgga، lda، 91bpw، engelvosko و wcgga و با استفاده از بسته محاسباتی جدید irelast با قابلیت محاسبه ثابت های کشسانی ساختارهای بلوری که به تازگی به کدk wien 2اضافه شده است، به محاسبه مقادیر ثابت های کشسانی این بلور پرداخته و با کمک آنها، سایر پارامترهای مرتبط همچون ثابت برشی، مدول حجمی، مدول یانگ و نسبت پواسون را محاسبه کرده ایم. همچنین، ضریب شکل پذیری را نیز برای این ترکیب محاسبه کرده ایم. ضریب شکل پذیری محاسبه شده نشان می دهد که بلور مورد نظر شکننده نیست و شکل پذیر است. بررسی اثر فشار روی ثابت های کشسانی نشان می دهد که هر سه ثابت کشسانی 11c، 12c و 44c با افزایش فشار در بازه در نظر گرفته شده افزایش می یابند. همچنین، سرعت های صوت طولی و عرضی با استفاده از ثابت های کشسانی برای این بلور محاسبه شده اند. نتایج نشان می دهند که سرعت های صوت نیز همانند ثابت های کشسانی با افزایش فشار افزایش می یابند.

Elastic constants and their variation by pressure in the cubic PbTiO3 compound using IRelast computational package within the density functional theory

p.p1 {margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; textalign: justify; font: 12.0px 'Times New Roman'}span.s1 {font: 12.0px 'B Nazanin'}p.p1 {margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; textalign: justify; font: 12.0px 'Times New Roman'}span.s1 {font: 12.0px 'B Nazanin'}In this paper, we study the structural and electronic properties of the cubic PbTiO3 compound by using the density functional theory. For the calculation of band structure and density of states, we use the modified Becke ndash;Johnson exchange potential proposed by Tran and Blaha (TBmBJ), including the relativistic spinorbit coupling (SOC). The results obtained from TBmBJ functional and SOC calculations show that the calculated band gap is 2.18 eV. IRelast computational package is very recently implemented into the WIEN2k code and can be used to calculate the elastic constants of the crystal structures, where IR stands for Iran. We calculate the elastic constants of this compound by the IRelast code using the PBEGGA, PBEsolGGA, LDA, BPW91 and EngelVosko functionals. Then, by these elastic constants, we obtain some other related physical quantities such as shear constant, bulk modulus, Young rsquo;s modulus and Poisson rsquo;s ratio. Furthermore, we calculate the ductility of the compound under question. The calculated ductility shows that our compound is formable and not fragile. The effect of pressure on the elastic constants shows that C11, C12 and C44 are increased as the pressure is raised inside the considered pressure interval. Furthermore, the longitudinal and transverse sound velocities are derived for the compound using its calculated elastic constants. The results, therefore, show that the sound velocities, like elastic constants, are increased as pressure is raised .