Geçiş metali nitritlerinin (NbN, TaN, TiN, VN ve Zrn) yapısal ve elastik özelliklerinin yoğunluk fonksiyon teorisi ile incelenmesi

Abstract

Bu tezde, sodyum klorür yapıda kristalleşen geçiş metali nitritlerinin (NbN, TaN, TiN, VN ve ZrN) yapısal ve elastik özellikleri yoğunluk fonksiyon teorisi kullanılarak incelenmiştir. Yoğunluk fonksiyon teorisi Perdew-Burke-Ernzerhof metodu kullanılarak genelleştirilmiş gradyan yaklaşımı (PBE-GGA) içinde kullanılmıştır.Bu çalışmanın seçilme nedeni, geçiş metali nitritlerinin oldukça sert yapıları ve yüksek erime sıcaklıkları nedeniyle, günümüzde birçok teknolojik uygulamada kullanılabilir olmalarıdır. Ayrıca endüstride özellikle kesme aletlerinin yapımında da kullanılmaları nedeniyle son yıllarda bu materyaller üzerine çok sayıda çalışma yapılmıştır. Ancak bu materyallerin elastik özellikleri bir arada ayrıntılı olarak hiç incelenmemiştir. Bu sebeple geçiş metali nitritlerinin yapısal ve elastik özelliklerinin ayrıntılı olarak bir arada incelenmesi literatüre önemli bir katkı sağlayacaktır.Tez çalışmasının giriş bölümünde, geçiş metali nitritlerinin kristal yapısı açıklanmıştır. Tezin ikinci bölümünde ise elastik özelliklerle ilgili genel bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde yoğunluk fonksiyon teorisi ve kullanılan yaklaşımlar özetlenmiştir. Aynı bölümde bu materyallere yoğunluk fonksiyon teorisinin uygulanışı da açıklanmıştır. Son bölümde, geçiş metali nitritlerinin yapısal ve elastik özellikleri için elde edilen sonuçlar sunulmuş ve daha önceki teorik ve deneysel verilerle karşılaştırılmıştır.

In this thesis, we have investigated structural and elastical properties of transition metal nitrides (NbN, TaN, TiN, VN ve ZrN) by using the density functional theory. The density functional theory has been implemented within a generalised gradient approximation, using the Perdew-Burke-Ernzerhof method.The reason for choosing this study is that nowadays transition metal nitrides are usable for a lot of technological application due to their extremely hard structure and high melting temperatures. In addition to this, in the last years a lot of study have been made about these materials also available making cutting tools in the industry. But elastical properties of these materials have not been investigated together in detail. Therefore the investigation of structural and elastical properties of transition metal nitrides provide an important contribution to the literature.In the introduction of thesis, the crystal structure of transition metal nitrides have been explained. The general informations of elastical properties have been given in the second chapter. In the third chapter, density functional theory and used approximations are summarized. In the same chapter the application of density functional theory to these materials has been also explained. In the last chapter, the obtained results for structural and elastical properties of transition metal nitrides have presented and compared with corresponding previous theoretical and experimental studies.