مطالعه نظري خواص ساختاري، كشساني و پراكنش فونوني فوتوكاتاليست تنگستن تري‌اكسيد

Theoretical study of the structural, elastic and phonon dispersion properties of Tungsten trioxide photocatalyst

محاسبات اصول اوليه خواص ساختاري، كشساني و پاشندگي فونوني تنگستن تري اكسيد((WO3 مكعبي با تقريب شيب تعميم‌يافته (GGA) و روش شبه‌پتانسيل فوق نرم، بر اساس نظريه تابعي چگالي انجام‌شده است. وابستگي فشار نسبت به ثابت‌هاي كشساني، مدول‌هاي حجمي، مدول‌هاي برشي، مدول‌هاي يانگ، دماي دباي كشساني، ضريب ناهمسانگردي كشساني، نسبت پواسون، شكل‌پذيري، سرعت‌هاي كشسان و پارامتر كلينمن نشان داده‌شده است. تجزيه ‌و تحليل ثابت‌هاي كشساني محاسبه‌شده، نشان مي‌دهد كه از فشار GPa150 به بالا ساختارWO3 ازنظر مكانيكي ناپايدار مي‌شود. از پاشندگي فونوني تنگستن تري‌اكسيد مشاهده مي‌شود كه بسامدهاي فونوني با كاهش حجم افزايش مي‌يابند. نتايج نشان مي‌دهد كه ثابت شبكه و حجم سلول با نتايج تجربي توافق خوبي دارد. خواص كشساني تنگستن تري اكسيد مكعبي، براي اولين بار بررسي‌شده‌اند.

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 an 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 is 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.