CuNiZ (Z = Al, Ga, Sb, Sn) ЖАРТЫЛАЙ ГЕЙСЛЕР ҚОРЫТПАЛАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ, ЭЛЕКТРОНДЫ ЖӘНЕ МЕХАНИКАЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫН АЛҒАШҚЫ ПРИНЦИПТЕРГЕ НЕГІЗДЕЛІП ЗЕРТТЕУ
https://doi.org/10.52676/1729-7885-2025-2-118-124
Аңдатпа
Бұл зерттеуде CuNiZ (Z = Al, Ga, Sb, Sn) жартылай Гейслер қорытпаларының құрылымдық, электрондық және механикалық қасиеттері тығыздық функционалы теориясы (DFT) негізінде жүйелі түрде зерттелді. Алынған нәтижелер бұл қорытпалардың динамикалық және механикалық тұрақтылығын көрсетіп, олардың құрылымдық симметриясы мен байланыс сипатын анықтауға мүмкіндік берді. Электрондық қасиеттерді талдау CuNiZ қорытпаларының металлдық сипатқа ие екенін көрсетті, ал серпімділік модульдері мен Пуассон коэффициенттері олардың механикалық беріктігін сипаттады. Сонымен қатар, есептеулер бұл қорытпаларда иондық байланыс басым екенін және олардың серпімділік сипаттамалары белгілі механикалық тұрақтылық критерийлерін қанағаттандыратынын көрсетті. CuNiAl, CuNiSb және CuNiSn қорытпалары механикалық тұрғыдан тұрақты болып табылып, олардың анизотропия коэффициенттері және басқа да серпімділік параметрлері анықталды. Бұл зерттеу CuNiZ жартылай Гейслер қорытпаларының болашақта функционалды материал ретінде қолданылу мүмкіндігін көрсетеді. Атап айтқанда, олардың механикалық беріктігі мен құрылымдық ерекшеліктері бұл материалдарды термоэлектрлік және спинтроника құрылғыларында пайдалануға перспективалы кандидаттар ретінде қарастыруға мүмкіндік береді.
Тірек сөздер
жартылай Гейслер қорытпалары,
құрылымдық қасиеттер,
электрондық қасиеттер,
механикалық тұрақтылық,
серпімділік модулі,
иондық байланыс, анизотропия,
тығыздық функционалы теориясы
Қолдауымен: Қазақстан Республикасы Ғылым және жоғары білім министрлігінің AP22683528 «Гейслер қорытпаларына негізделген термоэлектрлік және спинтрондық материалдардың компьютерлік дизайны» грантының қаржылық қолдауымен орындалды.
Авторлар туралы
Н. С. Солтанбек
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Қазақстан
Қазақстан
Астана
Н. А. Мерәлі
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Қазақстан
Қазақстан
Астана
Ф. У. Абуова
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Қазақстан
Қазақстан
Астана
А. У. Абуова
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Қазақстан
Қазақстан
Астана
Ж. Е. Зәкиева
Астана Халықаралық университеті
Қазақстан
Қазақстан
Астана
Т. М. Инербаев
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Қазақстан
Қазақстан
Астана
Әдебиет тізімі
1. Tavares, S., Yang, K., & Meyers, M. A. Heusler alloys: Past, properties, new alloys, and prospects // Progress in Materials Science. – Elsevier, 2023. – V. 132. – P. 101017.
2. Rogl, G., Grytsiv, A., Gürth, M., Tavassoli, A., Ebner, C., Wünschek, A., Puchegger, S., Soprunyuk, V., Schranz, W., Bauer, E., et al. Mechanical properties of half-Heusler alloys // Acta Materialia. – Elsevier, 2016. – V. 107, – P. 178–195.
3. Elphick, K., Frost, W., Samiepour, M., Kubota, T., Takanashi, K., Sukegawa, H., Mitani, S., & Hirohata, A. Heusler alloys for spintronic devices: Review on recent development and future perspectives // Science and Technology of Advanced Materials. – Taylor & Francis, 2021. – V. 22(1). – P. 235–271.
4. Webster, P. J. Heusler alloys // Contemporary Physics. – Taylor & Francis, 1969. V. 10(6). – P. 559–577.
5. Abuova, A., Merali, N., Abuova, F., Khovaylo, V., Sagatov, N., & Inerbaev, T. (2022). Electronic properties and chemical bonding in V₂FeSi and Fe₂VSi Heusler alloys // Crystals. – MDPI, 2022. – V. 12(11). – P. 1546.
6. Abuova, F., Inerbaev, T., Abuova, A., Merali, N., Soltanbek, N., Kaptagay, G., Seredina, M., & Khovaylo, V. Structural, electronic, and magnetic properties of Mn₂Co₁₋ₓVXZ (Z = Ga, Al) Heusler alloys: An insight from DFT study // Magnetochemistry. – MDPI, 2021. – V. 7(12). – P. 159.
7. Rogl, G., & Rogl, P. F. Development of thermoelectric half-Heusler alloys over the past 25 years // Crystals, – MDPI, 2023. – V. 13(7). – P. 1152.
8. Quinn, R. J., & Bos, J.-W. G. Advances in half-Heusler alloys for thermoelectric power generation // Materials Advances. – Royal Society of Chemistry, 2021. – V. 2(19). – P. 6246–6266.
9. Elphick, K., Frost, W., Samiepour, M., Kubota, T., Takanashi, K., Sukegawa, H., Mitani, S., & Hirohata, A. Heusler alloys for spintronic devices: Review on recent development and future perspectives // Science and Technology of Advanced Materials. – Taylor & Francis, 2021. – V. 22(1). – P. 235–271.
10. Kresse, G., & Furthmüller, J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Physical Review B. – American Physical Society, 1996. – V. 54(16). – P. 11169–11186. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169
11. Kresse, G., & Furthmüller, J. Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set // Computational Materials Science. – 1996. – V. 6(1). – P. 15–50. https://doi.org/10.1016/0927- 0256(96)00008-0
12. Perdew, J. P., Burke, K., & Ernzerhof, M. Generalized gradient approximation made simple // Physical Review Letters. – APS, 1996. – V.77(18). – P. 3865.
13. Fu, H., Li, D., Peng, F., Gao, T., & Cheng, X. Ab initio calculations of elastic constants and thermodynamic properties of NiAl under high pressures // Computational Materials Science. – 2008. – V. 44(2). – P. 774–778. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2008.04.014
14. Wang, W.-Z., & Wei, X.-P. Half-metallic antiferromagnetic in Mn₂ZnCa // Computational Materials Science. – 2011. – V. 50(7). – P. 2253–2256. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2011.02.011
15. Guo, S.-D., & Liu, B.-G. (2011). Improved half-metallic ferromagnetism of transition-metal pnictides and chalcogenides calculated with a modified Becke-Johnson exchange potential. Europhysics Letters, 93(4), 47006. https://doi.org/10.1209/0295-5075/93/47006
16. Wu, Z. J., Zhao, E. J., Xiang, H. P., Hao, X. F., Liu, X. J., & Meng, J. Crystal structures and elastic properties of superhard IrN₂ and IrN₃ from first principles // Physical Review B. – 2007. – V. 76(5). – P. 054115. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.054115
17. Evecen, M. First-principles study on the structural, elastic, electronic and vibrational properties of scandium-based intermetallic compounds (ScX, X = Co, Rh, and Ir) under pressure // Journal of Nanoelectronics and Optoelectronics. 2017. – V. 12(2). – P. 100–108. https://doi.org/10.1166/jno.2017.2042
Рецензия
Дәйектеу үшін:
Солтанбек Н.С., Мерәлі Н.А., Абуова Ф.У., Абуова А.У., Зәкиева Ж.Е., Инербаев Т.М. CuNiZ (Z = Al, Ga, Sb, Sn) ЖАРТЫЛАЙ ГЕЙСЛЕР ҚОРЫТПАЛАРЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ, ЭЛЕКТРОНДЫ ЖӘНЕ МЕХАНИКАЛЫҚ СИПАТТАМАЛАРЫН АЛҒАШҚЫ ПРИНЦИПТЕРГЕ НЕГІЗДЕЛІП ЗЕРТТЕУ. ҚР ҰЯО жаршысы. 2025;(2):118-124. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2025-2-118-124
For citation:
Soltanbek N.S., Merali N.A., Abuova A.U., Abuova F.U., Zakiyeva Z.Y., Inerbaev T.M. FIRST-PRINCIPLES STUDY OF THE STRUCTURAL, ELECTRONIC, AND MECHANICAL PROPERTIES OF CuNiZ (Z = Al, Ga, Sb, Sn) HALF-HEUSLER ALLOYS. NNC RK Bulletin. 2025;(2):118-124. (In Kazakh) https://doi.org/10.52676/1729-7885-2025-2-118-124
Қараулар:
5
Мақаланы эл. пошта арқылы жіберу 