Study of structural and mechanical properties of the C2CaNa half-Heusler alloy using density functional theory approach

Анотація

Досліджено механічні властивості напівсплаву Гейслера C₂CaNa з використанням підходу теорії функціоналу густини, який реалізовано в програмному забезпеченні «Quantum Espresso». Спостерігалось, що C₂CaNa буде легко стискатися через невелике значення його об’ємного модуля. Отримано значення константи гратки a₀, констант пружності (C₁₁, C₁₂, C₁₄), модуля Юнга E, коефіцієнта Пуассона ν, модуля зсуву G, анітропії Зенера A, похідної тиску B' та ширини забороненої зони Eg. Також отримано апроксимацію Фойгта, апроксимацію Ройсса та середнє апроксимації Фойгта–Ройсса–Хілла. Розрахункові значення відношення G/B = 0,581; це показує, що C₂CaNa має низький опір деформації зсуву. Оцінка співвідношення B/G для C₂CaNa становить 1.72. Це означає, що C₂CaNa є «крихким» за своєю природою в умовах навколишнього середовища. Розраховані нами константи пружності (C11, C12, C44) для C₂CaNa відповідають таким умовам механічної стабільності для кубічної структури: C₁₁ – C₁₂ > 0, C₄₄ > 0 та C₁₁ + 2C₁₂ > 0. Значення C₁₂ є ознакою того, що C₂CaNa є механічно стабільним. Це дослідження дає важливий досвід щодо первинної надійності та поведінки механічних властивостей цього матеріалу, що розширить можливості попереднього планування та застосування матеріалу.