Першoоснови розрахунку електронних, оптичних і магнітних властивостей повних сполук хейслера
Анотація
Для дослідження структурних, електронних, оптичних і магнітних властивостей сполук Co2CrZ (Z = In, Sb, Sn) ми використовували два різних методи. Один з них базується на методі повної потенційної лінеарізованої розширеної плоскої хвилі (FP-LAPW), який є реалізованим у коді WIEN2k, а другий – на псевдопотенційному методі, реалізованому в Atomistic Tool Kit-Virtual NanoLab (ATK-VNL). Для цих сполук є характерною нульова ширина енергетичної щілини як для основної так і протилежної орієнтації спіну, що представляють металічні характеристики, за винятком сполуки Co2CrSb, яка показує ширину енергетичної щілини 0,54 еВ для протилежної орієнтації спіну поблизу рівня Фермі, і спостерігається 100%-на спінова поляризація; всі ці дані отримані з використанням коду WIEN2k. Крім того, було виявлено, що сполука Co2CrSb є ідеальним напівметалевим феромагнетиком (HMF). У той же час, при використанні коду ATK-VNL для вищезазначених сполук має місце нульова енергетична щілина. Розрахунки, що були виконані з використанням коду WIEN2k, показують магнітний момент цих сполук Co2CrZ (Z = In, Sb, Sn) 3,11, 5,00 і 4,00 µB, відповідно. Однак, відповідний магнітний момент цих сполук у коді ATK-VNL становить 3,14, 5,05 і 4,12 µB. Розраховані магнітні моменти добре узгоджуються з властивостями по Слейтер-Полінгу. Оптичні властивості відіграють важливу роль у розумінні природи матеріалу, що використовується для вивчення оптичних явищ, а також використовуються в пристроях оптоелектроніки. Значення коефіцієнта поглинання та оптичної провідності для Co2CrSb є більшим, ніж для двох інших сполук. Зі співвідношення спектрів поглинання і відбиття видно, що поглинання і відбивна здатність є обернено пропорційними один одному.
Завантаження
Посилання
REFERENCES
Fr. Heusler, Ueber magnetische Manganlegierungen. Verh. Dtsch. Phys. Ges. 5, 219 (1903).
Fr. Heusler, W. Starck, and E. Haupt, Magnetisch-Chemische Studien. Verh. Dtsch. Phys. Ges. 5, 220 (1903)
Fr. Heusler, and E. Take, The nature of the Heusler alloys, Trans. Faraday Soc. 8, 169-184 (1912).
L. Néel, Ann. de Phys. 5, 232–279 (1936), https://doi.org/10.1051/anphys/193611050232.
L. Néel, Rev. Mod. Phys. 25 58–63 (1953), https://doi.org/10.1103/RevModPhys.25.58.
I. Galanakis, in: Heusler Alloys. Properties, Growth, Applications, edited by C. Felser, and A. Hirohata (Springer International Publishing, Switzerland, 2016), pp. 3-36, https://doi.org/10.1007/978-3-319-21449-8.
C.J. Palmstrom, Prog. Crys. Growth. Char. Mater. 62, 371-397 (2016), https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2016.04.020.
A.O. Oliynyk, E. Antono, T.D. Sparks, L. Ghadbeigi, M.W. Gaultois, B. Meredig, and A. Mar, Chem. Mater. 28, 7324-7331 2016), https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b02724.
Arash Anjami, Arash Boochani, Seyed Moahammad Elahi, Hossein Akbari, Results Phys. 7, 3522–3529 (2017), https://doi.org/10.1016/j.rinp.2017.09.008.
R.A. de Groot, F.M. Muller, P.G. van Engen, and K.H.J. Buschow, New class of materials: half-metallic ferrowmagnets, Phys. Rev. Lett. 50, 2024-2027 (1983), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.50.2024.
J. Kübler, A.R. William, C.B. Sommers, Phys. Rev. B, 28, 1745-1755 (1983), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.28.1745.
M.I. Katsnelson, V.Yu. Irkhin, L. Chioncel, A.I. Lichtenstein, and R.A. de Groot, Rev. Mod. Phys. 80, 315-378 (2008), https://doi.org/10.1103/RevModPhys.80.315.
Igor Žutić, J. Fabian, and S. Das Sarma, Rev. Mod. Phys. 76, 323-410 (2004), https://doi.org/10.1103/RevModPhys.76.323.
H. Ohno, Science, 281, 951-956 (1998), https://doi.org/10.1126/science.281.5379.951.
J.D. Boeck, W.V. Roy, J. Das, V. Motsnyi, Z. Liu, L. Lagae, H. Boeve, K. Dessein, and G. Borghs, Semicond. Sci. Technol. 17, 342 (2002), https://doi.org/10.1088/0268-1242/17/4/307.
S. Ishida, S. Akazawa, Y. Kubo, and J. Ishida, J. Phys. F: Met. Phys. 12, 1111 (1982), https://doi.org/10.1088/0305-4608/12/6/012.
I. Galanakis, K. Özdoğan, E. Şaşıoğlu, and B. Aktaş, Phys. Rev. B, 75, 092407 (2007), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.092407.
R.Y. Umetsu, K. Kobayashi, R. Kainuma, A. Fujita, K. Fukamichi, K. Ishida, and A. Sakuma, Appl. Phys. Lett. 85, 2011-2013 (2004), https://doi.org/10.1063/1.1790029.
Y. Miura, K. Nagao, and M. Shirai, Phys. Rev. B, 69, 144413 (2004), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.144413.
K. Seema, N.M. Umran, and R. Kumar, J. Supercond. Nov. Magn. 29, 401-408 (2016), https://doi.org/10.1007/s10948-015-3271-7.
E. Wimmer, H. Krakauer, M. Weinert, and A.J. Freeman, Phys. Rev. B, 24, 864-875 (1981), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.24.864.
P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz in: WIEN2k: An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, edited by K Schwarz (Technical Universitatwien, Austria, 2001), pp. 287.
E. Sjöstedt, L. Nordström, and D.J. Singh, Solid State Commun. 114, 15-20 (2000), https://doi.org/10.1016/S0038-1098(99)00577-3.
J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865-3868 (1996), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865.
Atomistix ToolKit-Virtual Nanolab (ATK-VNL), QuantumWise Simulator, Version. 2014.3. Available: http://quantumwise.com/
Y.J. Lee, M. Brandbyge, J. Puska, J. Taylor, K. Stokbro, and M. Nieminen, Phys. Rev. B, 69, 125409 (2004), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.125409.
K. Schwarz, J. Solid State Chem. 176, 319–328 (2003), https://doi.org/10.1016/S0022-4596(03)00213-5.
P. Pulay, J. Comput. Chem. 3, 556–560 (1982), https://doi.org/10.1002/jcc.540030413.
H.J. Monkhorst, and J.D. Pack, Phys. Rev. B, 13, 5188-5192 (1976), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188.
T. Hahn, A. Looijenga-Vos, M.I. Aroyo, H.D. Flack, K. Momma, and P. Konstantinov, edited by M. Aroyo, in: International Tables for Crystal-lography Volume A: Space-group Symmetry, (Springer Netherlands, Dordrecht, 2016), pp. 193-687, http://dx.doi.org/10.1107/97809553602060000114.
M.J. Mehl, D. Hicks, C. Toher, O. Levy, R.M. Hanson, G.L.W. Hart, and S. Curtarolo, Comput. Mater. Sci. 136, S1-S828 (2017), https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2017.01.017.
F.D. Murnaghan, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A, 30, 244-247 (1944), https://dx.doi.org/10.1073%2Fpnas.30.9.244.
I. Galanakis, P.H. Dederichs, and N. Papanikolaou, Phys. Rev. B, 66, 134428 (2002), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.134428.
C.M. Fang, G.A. de Wijs, and R.A. de Groot, J. Appl. Phys. 91, 8340 (2002), https://doi.org/10.1063/1.1452238.
R. Jain, N. lakshmi, V. K. Jain, V. Jain, A.R. Chandra, and K. Venugopalan, J. Magn. Magn. Mater. 448, 278-286 (2018), https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.06.074.
S. Sharma, A.S. Verma, and V.K. Jindal, Mat. Res. Bull. 53, 218-233 (2014), https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2014.02.021.
Авторське право (c) 2020 Сукхендер, Правеш, Лаліт Мохан, Аджай Сінгх Верма
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
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).
