BaNiSn3 yapıda merkezi simetrik olmayan CaIrSi3 malzemesinin fiziksel özelliklerinin ilk-prensip yöntemi ile incelenmesi

Abstract

Hacim Merkezli Tetragonal yapıda CaIrSi3 malzemesi için elektronik, titreşim ve elektron-fonon etkileşim özelliklerini ab-initio yöntemiyle inceledik. İnceleme için Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi, Lineer tepki metodu ve düzlem-dalga sözde potansiyel metodunu kullandık. Bu malzeme için elektronik yapı ve fonon dağılım ilişkisi spin-orbit etkileşimli ve spin-orbit etkileşimsiz olarak ayrı ayrı incelendi. Çalışmalarımız göstermiştir ki Si kaynaklı fonon modları Si 3p durumlarının Fermi seviyesi yakınlarında yoğun miktarda varlığı nedeniyle elektron saçılmasında diğer fonon modlarından daha etkindir. Eliashberg spektral fonksiyonu integralini alarak ortalama elektron-fonon etkileşim parametresi (λ) 0,58 olarak hesapladık. Bulduğumuz sonuç deneysel değer olan 0,56 ile çok uyumludur. Hesaplanmış λ etkileşim parametresini kullanarak CaIrSi3 için süperiletkenliğe geçiş sıcaklığı (T_c ) 3,20 K olarak hesaplandı. Bu değer deneysel sonuç olan 3,55 K ile uyum içerisinde olduğu görüldü. Aynı zamanda elektron-fonon etkileşim parametresi (λ) ve süperiletkenliğe geçiş sıcaklığı (T_c ) için spin-orbit etkileşiminin önemsiz olduğu gösterildi.

We have carried out an ab-initio study of the electronic, vibrational and electron-phonon interaction properties of the body-centred tetragonal CaIrSi3 by employing the density functional theory, a linear-response formalism, and the plane-wave pseudopotential method. The electronic structure and phonon dispersion relations of this material have been analyzed with and without the inclusion of spin-orbit interaction. Our electron-phonon interaction results reveal that Si-related phonon modes are more involved in the process of scattering of electrons than the remaining phonon modes due to considerable existence of the Si 3p states near the Fermi level. By integrating the Eliashberg spectral function, the average electron-phonon coupling parameter is found to be 0,58 which compares very well according to its experimental value of 0,56. Using the calculated value of λ, the superconducting critical temperature (T_c ) for CaIrSi3 is found to be 3,20 K which is in good accordance with its experimental value of 3,55 K. Furthermore, we have shown that the effect of spin-orbit interaction on the values of λ and (T_c ) is very small.