Першооснови розрахунків напівхейслерових сполук на основі марганцю
Анотація
Напівхейслерові сполуки мають різноманітні властивості застосування включаючи напівферомагнітні топологічні ізолятори, сонячні елементи і термоелектричні перетворювачі. Ми досліджували чотири напівхейслерові сполуки: MnFeIn, MnFeGa, MnNiAs і MnNiSb. Природа і властивості напівхейслерових сполук може бути вивчена на основі розрахунку їх валентних електронів. У цій статті сполуки на основі Fe містять 18 валентних електронів; тоді як сполуки на основі Ni містять 22 валентних електрона. Функціональна теорія щільності (DFT) була розроблена з використанням коду WIEN2k. Сполуки на основі Ni з Mn, що розташовані в октаедричних зонах, є напівметалами, як це випливає з розрахунків густини станів і зонної структури. У всіх них канали з орієнтацією спіну вгору є такими, що проводять, тоді як в MnNiAs і MnNiSb канали з орієнтацією спіну вниз мають малу енергетичну щілину. MnNiAs і MnNiSb проявляють напівметалеві властивості з цілочисельними магнітними моментами в 4 μB на формульну одиницю і відповідно мають напівметалеві проміжки 0,15 і 0,17 еВ, при їх рівноважному об’ємі.
Завантаження
Посилання
K. Yang, W. Setyawan, S. Wang, M.B. Nardelli and S. Curtarolo, Nature Mater. 11, 614–619 (2012), https://doi.org/10.1038/nmat3332.
S. Wang, Z. Wang, W. Setyawan, N. Mingo and S. Curtarolo, Phys. Rev. X, 1, 021012 (2011), https://doi.org/10.1103/PhysRevX.1.021012.
T. Gruhn, Phys. Rev. B, 82, 125210 (2010), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.125210.
A. Roy, J.M. Bennett, K.M. Rabe, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 109 037602 (2012), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.037602.
Jiong Yang, Huanming Li, Ting Wu, Wenqing Zhang, Lidong Chen, and Jihui Yang, Adv. Funct. Mater. 18, 2880–2888 (2008), https://doi.org/10.1002/adfm.200701369.
B.R.K. Nanda, and I. Dasgupta, J. Physics: Condensed Matter, 15, 7307 (2003), https://doi.org/10.1088/0953-8984/15/43/014.
H.C. Kandpal, C. Felser, and R. Seshadri, J. Phys. D: Appl. Phys. 39(5), 776 (2006), https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/5/S02.
R. Allmann, and R. Hinek, Acta Cryst. A, 63, 412-417 (2007), https://doi.org/10.1107/S0108767307038081.
P. Villars, and L.D. Calvert. Pearson's handbook of crystallographic data for intermetallic phases. (American Society for Metals, 1986).
Zhang Xiuwen, Chinese Physics B, 27(12), 127101 (2018), https://doi.org/10.1088/1674-1056/27/12/127101.
Feng Yan, Xiuwen Zhang, Yonggang G. Yu, Liping Yu, Arpun Nagaraja, Thomas O. Mason, and Alex Zunger, Nat. Commun. 6, 7308 (2015), https://doi.org/10.1038/ncomms8308.
J. Tobola, and J. Pierre, J. All. Comp. 296, 243-252 (2000), https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00549-6.
T. Graf, C. Felser, and S.S.P. Parkin, Progress in Solid State Chemistry. 39(1), 1-50 (2011), https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2011.02.001.
L. Zhang, X. Wang, and Z. Cheng, J. Alloys and Compounds, 7, 16183 (2017), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.05.116.
K. Gofryk, D. Kaczorowski, T. Plackowski, A. Leithe-Jasper, and Yu. Grin, Phys. Rev. B, 84, 035208 (2011), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.035208.
P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz, R. Laskowski, F. Tran, and L.D. Marks, WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, edited by K. Schwarz (Technical Universitatwien, Austria, 2001), http://susi.theochem.tuwien.ac.at/reg_user/textbooks/usersguide.pdf.
J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865.
S. Ouardi, G.H. Fecher, B. Balke, X. Kozina, G. Stryganyuk, C. Felser, S. Lowitzer, D. Ködderitzsch, H. Ebert, and E. Ikenaga, Phys. Rev. B, 82, 085108 (2010), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.085108.
I. Galanakis, P.H. Dederichs, and N. Papanikolaou, Phys. Rev. B, 66, 134428 (2002), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.134428.
I. Galankis, and P.H. Dederiches, Half-metallic Alloys: Fundamentals and Applications, (Springer, Berlin, 2005), ISBN 10-3540277196.
I. Galanakis, P.H. Dederichs, and N. Papanikolaou, Phys. Rev. B, 66, 174429 (2002), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.174429.
I. Galanakis, P. Mavropoulos, and P.H. Dederichs, J. Physics D: Applied Physics, 39, 765 (2006), https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/5/S01.
C. Felser, G.H. Fecher, and B. Balke, Angewandte Chemie International Edition, 46, 668 (2007), https://doi.org/10.1002/anie.200601815.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
