Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища

The structural parameters, elastic properties, spontaneous polarization, electronic band structure, and density of states (DOS) of GeTiO3 in tetragonal phase have been studied computationally using pseudopotential plane-wave (PP-PW) method based on the density functional theory (DFT). The generalize...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Видавець:	Publishing house "Academperiodika"
Дата:	2021
Автори:	Shiferaw, G.K., Menberu, M.W.
Формат:	Стаття
Мова:	English
Опубліковано:	Publishing house "Academperiodika" 2021
Теми:	density functional theory elastic properties electronic structure spontaneous polarization GeTiO3 compound Structural materials теорiя функцiонала густини пружнi властивостi електронна структура спонтанна поляризацiя сполука GeTiO3
Онлайн доступ:	https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020122
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!

Репозиторії

Ukrainian Journal of Physics

id	ujp2-article-2020122
record_format	ojs
spelling	ujp2-article-20201222021-07-06T10:47:51Z A First-Principles Study of Structure, Elastic and Electronic Properties of GeTiO3 as Environmentally Innocuous Ferroelectric Perovskites Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища Shiferaw, G.K. Menberu, M.W. density functional theory elastic properties electronic structure spontaneous polarization GeTiO3 compound Structural materials теорiя функцiонала густини пружнi властивостi електронна структура спонтанна поляризацiя сполука GeTiO3 The structural parameters, elastic properties, spontaneous polarization, electronic band structure, and density of states (DOS) of GeTiO3 in tetragonal phase have been studied computationally using pseudopotential plane-wave (PP-PW) method based on the density functional theory (DFT). The generalized gradient approximation (GGA) was used to estimate the exchange-correlation energies. The equilibrium lattice parameter, unit cell volume, bulk modulus and its derivative are obtained and compared with the available theoretical data. The elastic characteristics such as elastic constants, Poisson’s ratio, elastic modulus, and anisotropy factor are obtained in the pressure range 0–50 GPa. Our computed results of elastic constant satisfy Born’s stability criterion. In view of Pugh’s prediction standard, the material is taken as ductile. Once the elastic constant is calculated, the Debye temperature of GeTiO3 compound is also evaluated from the average sound velocity. The density of states, band structures, and charge-density distribution are discussed and compared with previous computational results. The calculation within Berry’s phase approach indicate a high spontaneous polarization of tetragonal GeTiO3 (1.125 C/m2). Thus, the substance is identifi ed as a promising environmentally friendly ferroelectric material. Чисельно вивчено структурнi параметри, пружнi властивостi, спонтанну поляризацiю, електронну зонну структуру та густину станiв GeTiO3 в тетрагональнiй фазi з використанням наближення плоских хвиль для псевдопотенцiалу в рамках теорiї функцiонала густини. Наближення узагальненого градiєнта використано для оцiнки обмiнно-кореляцiйних енергiй. Розраховано рiвноважний параметр ґратки, об’єм елементарної комiрки, об’ємний модуль i його похiдну та зiставлено з наявними теоретичними даними. Константи пружностi, модуль Пуассона, модуль пружностi i коефiцiєнт анiзотропiї знайдено для дiапазону тискiв 0–50 ГПа. Розрахованi константи пружностi задовольняють критерiю стабiльностi Борна. За стандартом передбачення П’ю речовину можна вважати гнучкою. За величиною пружної константи i середньої швидкостi звуку оцiнено температуру Дебая. Проведено порiвняння густини станiв, зонної структури та розподiлу зарядової густини з результатами попереднiх чисельних результатiв. Розрахунок на основi фазового пiдходу Беррi показав високу спонтанну поляризацiю GeTiO3 в тетрагональнiй фазi (1,125 Кл/м2). Таким чином, дана сполука є перспективним фероелектричним матерiалом, безпечним для навколишнього середовища. Publishing house "Academperiodika" 2021-07-06 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020122 10.15407/ujpe66.6.539 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 66 No. 6 (2021); 539 Український фізичний журнал; Том 66 № 6 (2021); 539 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe66.6 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020122/1833 Copyright (c) 2021 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine
institution	Ukrainian Journal of Physics
collection	OJS
language	English
topic	density functional theory elastic properties electronic structure spontaneous polarization GeTiO3 compound Structural materials теорiя функцiонала густини пружнi властивостi електронна структура спонтанна поляризацiя сполука GeTiO3
spellingShingle	density functional theory elastic properties electronic structure spontaneous polarization GeTiO3 compound Structural materials теорiя функцiонала густини пружнi властивостi електронна структура спонтанна поляризацiя сполука GeTiO3 Shiferaw, G.K. Menberu, M.W. Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища
topic_facet	density functional theory elastic properties electronic structure spontaneous polarization GeTiO3 compound Structural materials теорiя функцiонала густини пружнi властивостi електронна структура спонтанна поляризацiя сполука GeTiO3
format	Article
author	Shiferaw, G.K. Menberu, M.W.
author_facet	Shiferaw, G.K. Menberu, M.W.
author_sort	Shiferaw, G.K.
title	Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища
title_short	Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища
title_full	Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища
title_fullStr	Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища
title_full_unstemmed	Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища
title_sort	дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів getio3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища
title_alt	A First-Principles Study of Structure, Elastic and Electronic Properties of GeTiO3 as Environmentally Innocuous Ferroelectric Perovskites
description	The structural parameters, elastic properties, spontaneous polarization, electronic band structure, and density of states (DOS) of GeTiO3 in tetragonal phase have been studied computationally using pseudopotential plane-wave (PP-PW) method based on the density functional theory (DFT). The generalized gradient approximation (GGA) was used to estimate the exchange-correlation energies. The equilibrium lattice parameter, unit cell volume, bulk modulus and its derivative are obtained and compared with the available theoretical data. The elastic characteristics such as elastic constants, Poisson’s ratio, elastic modulus, and anisotropy factor are obtained in the pressure range 0–50 GPa. Our computed results of elastic constant satisfy Born’s stability criterion. In view of Pugh’s prediction standard, the material is taken as ductile. Once the elastic constant is calculated, the Debye temperature of GeTiO3 compound is also evaluated from the average sound velocity. The density of states, band structures, and charge-density distribution are discussed and compared with previous computational results. The calculation within Berry’s phase approach indicate a high spontaneous polarization of tetragonal GeTiO3 (1.125 C/m2). Thus, the substance is identifi ed as a promising environmentally friendly ferroelectric material.
publisher	Publishing house "Academperiodika"
publishDate	2021
url	https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2020122
work_keys_str_mv	AT shiferawgk afirstprinciplesstudyofstructureelasticandelectronicpropertiesofgetio3asenvironmentallyinnocuousferroelectricperovskites AT menberumw afirstprinciplesstudyofstructureelasticandelectronicpropertiesofgetio3asenvironmentallyinnocuousferroelectricperovskites AT shiferawgk doslídžennâzperšihprincipívstrukturipružnihíelektronnihvlastivostejperovskitívgetio3âkferoelektrikívbezpečnihdlânavkolišnʹogoseredoviŝa AT menberumw doslídžennâzperšihprincipívstrukturipružnihíelektronnihvlastivostejperovskitívgetio3âkferoelektrikívbezpečnihdlânavkolišnʹogoseredoviŝa AT shiferawgk firstprinciplesstudyofstructureelasticandelectronicpropertiesofgetio3asenvironmentallyinnocuousferroelectricperovskites AT menberumw firstprinciplesstudyofstructureelasticandelectronicpropertiesofgetio3asenvironmentallyinnocuousferroelectricperovskites
first_indexed	2023-03-24T08:58:52Z
last_indexed	2023-03-24T08:58:52Z
_version_	1795757708451774464

Дослідження з перших принципів структури, пружних і електронних властивостей перовскитів GeTiO3 як фероелектриків, безпечних для навколишнього середовища

Репозиторії

Схожі ресурси