Untersuchung der elektronischen Eigenschaften von Legierungen des Typs Zr(x)Si(1-x)O2

Hier präsentieren wir unsere numerischen Ergebnisse von ZrxSi1-xO2-Festkörperlösungen (mit x= 0-1), um hypothetische neue tetragonale Verbindungen der Zirkonfamilie vorherzusagen. Wir verwendeten die FP-LAPW-Methode (Full Potential Linearised Augmented Plane Wave), die auf der funktionellen DFT-Dichtetheorie in der GGA-Näherung basiert, wie sie im WIEN2k-Code implementiert ist, um die strukturellen und optoelektronischen Eigenschaften der benannten Verbindungen zu untersuchen. Zunächst untersuchten wir die Eigenschaften der Verbindung ZrSiO4, wobei die erzielten Ergebnisse mit mehreren theoretischen und experimentellen Untersuchungen verglichen wurden. Zweitens haben wir neue hypothetische Verbindungen für die ZrSi3O8- und Zr3SiO8-Familie vorhergesagt, die in der Raumgruppe I41/amd kristallisieren. Auf jeden Fall wurde die chemische Stabilität der untersuchten Legierungen sowohl mit der Bildungsenthalpie als auch mit der Kohäsionsenergie verifiziert. Darüber hinaus wiesen auch die Ergebnisse der Phononendispersion auf diesen Aspekt hin. Die elektronischen Eigenschaften zeigten eine starke kovalente p-d-Hybridisierung zwischen Zr und O. Die Verbindung Zr3SiO8 weist eine breite indirekte Bandlücke auf.