مطالعۀ نظری خواص ساختاری، کشسانی و پراکنش فونونی فوتوکاتالیست تنگستن تری اکسید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسنده

پژوهشکده فوتونیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی و فناوری پیشرفته، ماهان، کرمان

چکیده

محاسبات اصول اولیه خواص ساختاری، کشسانی و پاشندگی فونونی تنگستن تری اکسید((WO3 مکعبی با تقریب شیب تعمیم‌یافته (GGA) و روش شبه‌پتانسیل فوق نرم، بر اساس نظریه تابعی چگالی انجام‌ شده است. وابستگی فشار نسبت به ثابت‌های کشسانی، مدول‌های حجمی، مدول‌های برشی، مدول‌های یانگ، دمای دبای کشسانی، ضریب ناهمسانگردی کشسانی، نسبت پواسون، شکل‌پذیری، سرعت‌های کشسان و پارامتر کلینمن نشان داده‌شده است. تجزیه‌ و تحلیل ثابت‌های کشسانی محاسبه ‌شده، نشان می‌دهد که از فشار GPa150 به بالا ساختارWO3 ازنظر مکانیکی ناپایدار می‌شود. از پاشندگی فونونی تنگستن تری اکسید مشاهده می‌شود که بسامدهای فونونی با کاهش حجم افزایش می‌یابند. نتایج نشان می‌دهد که ثابت شبکه و حجم سلول با نتایج تجربی توافق خوبی دارد. خواص کشسانی تنگستن تری اکسید مکعبی، برای اولین بار بررسی‌شده‌اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Theoretical study of the structural, elastic and phonon dispersion properties of tungsten trioxide photo catalyst

چکیده [English]

The first-principles calculations of the structural, Elastic, and phonon dispersion properties of cubic structure of tungsten trioxide have been performed with a Generalized Gradient Approximation (GGA) and ultrasoft-pseudopotential method based on the density functional theory. The pressure dependence of the elastic constants, bulk modulus, shear modulus, Young modulus, elastic Debye temperature, elastic anisotropy factor, Poisson ratios, Ductility, elastic velocities and Kleinmann parameter are presented. An analysis for the calculated elastic constants has been made to reveal the mechanical instability of WO3 up to 150 GPa. From the phonon dispersions of WO3, it is seen that the phonon frequencies increase as the volume decreases. The results show that the lattice constant and cell volume are in good agreement with experimental results. The elastic properties of tungsten trioxide, cubic, are examined for the first time.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Elastic properties
  • Phonon dispersion
  • Cubic structure of tungsten trioxide
  • First-principles