Full Heusler Yapıdaki Bi2FeNi Alaşımının Elastik, Elektronik, Yapısal ve Termodinamik Özelliklerinin Teorik Olarak İncelenmesi

Abstract

Spintronik ve manyetoelektronik özellikleri oldukça ilgi gören Heusler alaşımlar sentezlerinin zaman alması ve maliyetli olması yüzünden öncelikle torik olarak çalışılmaktadırlar. XY2Z formuna sahip alaşımlar Full Heusler alaşımlar olarak adlandırılmaktadır. Bi2FeNi alaşımı da Full Heusler yapıda bir alaşım olup bu çalışmada alaşıma ait yapısal, manyetik, elektronik ve elastik özellikler yoğunluk fonksiyonel teorisi yaklaşımı (DFT) kullanılarak teorik olarak incelenmiştir. FeBi2Ni alaşımı ile alakalı bugüne kadar literatürde herhangi bir deneysel ya da teorik çalışma rapor edilmemiştir. Bu çalışmada FeBi2Ni alaşımnın mekanik ve elektronik özellikleri spintronik ve manyetoelektronik cihaz uygulamalarında kullanılabilirliklerinin anlaşılması amaçlanarak incelenmiştir. Alaşıma ait hesaplanan optimize edilmiş örgü sabiti Quantum Espresso paket programı kullanılarak 6,78925 Å olarak elde edildi, alaşımın elektronik bant grafikleri çizdirildi. Bu grafikler sayesinde alaşıma ait iletkenlik, manyetizasyon ve atomlar arası bağların türü incelenmiştir. Bu incelemeler sonucunda Full Heusler yapıdaki Bi2FeNi üçlü alaşımının metalik iletken ve manyetik özelliklere sahip olduğu düşünülmektedir. Alaşıma ait elastik sabitleri (C11, C12, C44) hesaplanarak alaşımın Born kararlılık kriterlerine göre mekanik olarak kararlı olduğu anlaşıldı. Young modülü, Bulk modülü gibi alaşıma ait tahminler yapmamızı sağlayan nicelikler hesap edilerek alaşımın sünek bir yapıya sahip olduğu, sıkışabilir olduğu ve anizotropik davranış gösterdiği anlaşıldı. Bu bilgiler ışığında alaşımın spintronik ve manyetoelektronik uygulamalarda kullanılabileceği düşünülmektedir.