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A first-principles study of structural and elastic properties of bulk SrRuO3

四方晶系 正交晶系 材料科学 凝聚态物理 密度泛函理论 相变 可见的 结构稳定性 格子(音乐) 变形(气象学) 晶格常数 晶体结构 热力学 结晶学 衍射 物理 计算化学 化学 复合材料 结构工程 光学 量子力学 工程类 声学
作者
Šarūnas Masys,V. Jonauskas
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:139 (22) 被引量:17
标识
DOI:10.1063/1.4840435
摘要

We present a first-principles investigation of structural and elastic properties of experimentally observed phases of bulk SrRuO$_3$ - namely orthorhombic, tetragonal, and cubic - by applying density functional theory (DFT) approximations. At first, we focus our attention on the accuracy of calculated lattice constants in order to find out DFT approaches that best represent the crystalline structure of SrRuO$_3$, since many important physical quantities crucially depend on change in volume. Next, we evaluate single-crystal elastic constants, mechanical stability, and macroscopic elastic parameters trying to at least partially compensate for the existing lack of information about these fundamental features of SrRuO$_3$. Finally, we analyze the anomalous behavior of low-temperature orthorhombic phase under $C_{44}$ related shear deformation. It turns out that at critical strain values the system exhibits a distinct deviation from the initial behavior which results in an isosymmetric phase transition. Moreover, under $C_{44}$ related shear deformation tetragonal SrRuO3 becomes mechanically unstable raising an open question of what makes it experimentally observable at high temperatures.
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