بررسی ویژگی‌های ساختاری و الکترونی و ترمودینامیکی نانولایۀ Larusi با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی

در این مقاله با استفاده از روش ابتدا به ساکن پارامتر هابارد موثر از اتم‌های la و ru محاسبه شده است. ویژگی‌های ساختاری و الکترونی و ترمودینامیکی نانولایۀ larusi با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی در حضور برهم‌کنش اسپین‌‌مدار و با استفاده از کد wien2kمطالعه شده است. از تقریب‌های شیب تعمیم‌یافته و شیب تعمیم‌یافته به اضافۀ پارامتر هابارد برای انرژی تبادلی همبستگی استفاده شده است. نتایج محاسبات نشان می دهند که این نانولایه رسانای غیرمغناطیسی است. نمودارهای چگالی حالت‌های الکترونی این نانولایه نشان می‌دهد که سهم عمده در توزیع چگالی حالت‌های الکترونی در اطراف انرژی فرمی ناشی از اربیتال d اتم سطح (ru) است. نتایج محاسبه‌شده از ضریب خطی گرمای ویژۀ الکترون‌ها نشان می‌دهد که سهم اتم ru واقع بر سطح نانولایه در ضریب خطی گرمای ویژۀ الکترونی نسبت به اتمru واقع در لایۀ مرکزی بیشتر است. ویژگی‌های ترمودینامیکی این نانولایه از جمله مدول حجمی، دمای دبای، گرمای ویژه در فشار و حجم ثابت و ضریب انبساط گرمایی با استفاده از مدل شبه هماهنگ دبای در دمای k0 تاk 1000 و فشارهایgpa 0 تا gpa10محاسبه شده است. گرمای ویژه در حجم ثابت در دمای پایین وابستگی مکعبی به دما دارد و در دماهای بالا به حد ثابت کلاسیکیj/molk) ) 74 می‌رسد.

Investigation of Structural, Electronic and Thermodynamic Properties of LaRuSi Nanolayer Using Density Functional Theory

In this paper, using the firstprinciple procedure, the effective Hubbard parameters of La and Ru atoms are calculated. Then, the structural, electronic and thermodynamic properties of LaRuSi nanolayer using the density functional theory are investigated in the presence of spinorbit coupling making use of Wien2k code. The generalized gradient approximation (GGA) and generalized gradient approximation plus Hubbard parameter (GGA+U) are used for exchangecorrelation potential. The calculated results show that this nanolayer is a nonmagnetic metal. The electron densities of states (DOS) show that the major contribution in DOS around the Fermi energy comes from d orbital of Ru surface atom. The calculated results of the linear coefficient of specific heat of electrons show that the contribution of the Ru atom located on the nanolayer surface is higher than the Ru atom located on the central layer. The thermodynamic properties of this nanolayer such as bulk modulus, Debye temperature, specific heat at constant pressure and volume and thermal expansion coefficient are calculated using quasiharmonic Debye model at 0 K to 1000 K temperatures and 0 GPa to 10 GPa pressures. The specific heat at constant volume at low temperature is cubically dependent on temperature and at high temperatures, it reaches the classical constant limit 74 (J/molK).