مطالعه اثر دما و فشار بر روی ویژگی های ترمودینامیکی ترکیب فسفید توریم

در این مقاله، از نظریه ی تابعی چگالی و محاسبات اصول اولیه جهت ارزیابی ویژگی های ساختاری، دینامیکی و ترموفیزیکی فسفید توریم استفاده شده است. ویژگی های ساختاری شامل ثابت شبکه (a0)، مدول حجمی (B0) و مشتق مرتبه ی اول مدول حجمی (B0') می باشد که با استفاده از برازش معادله حالت درجه سوم بریچ - مورناگون محاسبه و با سایر داده های تجربی مقایسه می شوند. این مقایسه نشان دهنده همخوانی رضایت بخش بین ثابت شبکه ی محاسبه شده و تجربی است. دیاگرام پاشندگی فونونی با استفاده از رهیافت پاسخ خطی در امتداد نقاط پرتقارن محاسبه شده است. نتایج نشان دهنده نبود مدهای منفی در طیف فونونی و درنتیجه در تعادل بودن ساختار به صورت دینامیکی است. با مقایسه ی بسامد نوری به دست آمده با داده تجربی ناشی از اندازه گیری غیرکشسان نوترون، همخوانی مناسبی ملاحظه شد. تحلیل نمودار چگالی حالت های فونونی این ماده نشان دهنده وجود یک شکاف فونونی در فاصله 1-cm 115 تا 1-cm 262 است. ویژگی های ترمودینامیکی شامل دمای دبای، آنتروپی ارتعاشی، مدول حجمی هم دما، ظرفیت گرمایی هم حجم، انبساط حرارتی و پارامتر گرونایزون با کمک روش شبه هماهنگ دبای در فشار و دماهای بالا ارزیابی شده اند. مشاهده شده است که دمای دبای این ماده با افزایش دما در یک فشار ثابت کاهش یافته و با افزایش فشار در یک دمای ثابت افزایش می یابد. کاهش پارامتر گرونایزون بر اثر اعمال فشار، تغییرات بسامد های فونونی را با تغییرات حجم سلول واحد نشان می دهد. همچنین، افزایش پارامتر گرونایزون در اثر افزایش دما، می تواند نتیجه تغییر دینامیک شبکه باشد.