Пластична і металева природа компаундів хейслера Co2VZ (Z = Pb, Si, Sn): базові принципи дослідження

  • Sukhender Sukhender Фізичний факультет, Банастхалі Відьяпіт, Банастхалі 304022, Індія https://orcid.org/0000-0002-2149-5669
  • Pravesh Pravesh Факультет електроніки і техніки зв'язку, група установ KIET Газіабад, Уттар-Прадеш, Індія, 201206 https://orcid.org/0000-0002-0876-4836
  • Lalit Mohan Фізичний факультет, Банастхалі Відьяпіт, Банастхалі 304022, Індія https://orcid.org/0000-0003-3323-8296
  • Ajay Singh Verma Фізичний факультет, Банастхалі Відьяпіт, Банастхалі 304022, Індія https://orcid.org/0000-0001-8223-7658
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-13
Ключові слова: напівметалевий ферромагнетик, заборонена зона, спінтроніка, магнітний момент, пружні постійні

Анотація

У цій роботі оптоелектронні, пружні і магнітні властивості L21 структурованих сполук Хейслера Co2VZ (Z = Pb, Si, Sn) були досліджені двома методами. Одним з них є метод повнопотенціальної лінеаризованої розширеної пласкої хвилі (FP-LAPW), реалізований в WIEN2k, а другим - метод псевдопотенціалу, реалізований в Atomistic Tool Kit-Virtual NanoLab (ATK-VNL). Всі ці сполуки показують нульову ширину забороненої зони в основному спіновому каналі в обох кодах моделювання, і кінцева заборонена зона становить 0,33 і 0,54 еВ в сплавах Co2VZ (Z = Pb, Sn) (напівпровідникових) відповідно. Причина в невеликому спіновому каналі поблизу рівня Фермі, що реалізовано в коді WIEN2k зі 100% спінової поляризацією, за винятком Co2VSi (металік) з нульовою шириною забороненої зони. Ці сполуки виявилися ідеально напівметалевими феромагнетиками (HMF). Однак вищезгадані сполуки показують кінцеві заборонені зони в коді ATK-VNL. Розрахований магнітний момент цих з'єднань Co2VZ (Z = Pb, Si, Sn) становить 3,00 і 3,00, 3,02 і 2,96, 3,00 і 3,00 µB в кодах WIEN2k і ATK-VNL відповідно. Таким чином, ми спостерігали, що обчислені значення за цими кодами моделювання і правилом Слейтера-Полінга добре налаштовуються. Були проаналізовані оптичні властивості цих сполук, такі як відбивна здатність, показник заломлення, коефіцієнт збудження, коефіцієнт поглинання, оптична провідність і енергетичні втрати електронів. Коефіцієнт поглинання і значення функції енергетичних втрат електронів збільшуються у міру збільшення енергії. Співвідношення П'ю B/G перевищує 1,75 для всіх з'єднань і показує пластичну природу з позитивним значенням тиску Коші (CP = C12 - C44) і показує металеву поведінку сполук Co2VZ (Z = Pb, Si, Sn).

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Y. Ohnuma, M. Matsuo, and S. Maekawa, Phys. Rev. B. 94, 184405 (2016), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.184405.

S.M. Griffin, and J.B. Neaton, Prediction of a new class of half-metallic ferromagnets from first principles. Phys. Rev. Mater. 1, 044401 (2017) https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.1.044401.

N.I. Kourov, V.V. Marchenkov, K.A. Belozerova, and H.W. Weber, J. Exper. Theor. Phys. 118, 426-431 (2014), https://doi.org/10.1134/S1063776114020137.

M. Sun, Q. Ren, Y. Zhao, S. Wang, J. Yu, and W. Tang, J. Appl. Phys. 119, 143904 (2016), https://doi.org/10.1063/1.4945771.

I. Galanakis, K. Özdoğan, and E. Şaşıoğlu, AIP Adv. 6, 055606 (2016), https://doi.org/10.1063/1.4943761.

Y. Wang, R. Ramaswamy, and H. Yang, J. Phys. D. Appl. Phys. 51, 273002 (2018), https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac7b5.

Y. Feng, Z. Cui, M. S. Wei, and B. Wu, Appl. Surf. Sci. 499, 78–83 (2019), https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.09.247.

R.A. de Groot, F.M. Muller, P.G. Van Engen, and K.H.J. Buschow, Phys. Rev. Lett. 50, 2024-2027 (1983), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.50.2024.

A. Aguayo, and G. Murrieta, J. Magnetism and Magnetic Materials, 323, 3013-3017 (2011), https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2011.06.038.

G. Fiedler, and P. Kratzer, Phys. Rev. B. 94, 075203 (2016), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.075203.

C.K. Barman, and A. Alam, Phys. Rev. B. 97, 075302 (2018), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.075302.

S. Ishida, S. Akazawa, Y. Kubo, J. Ishida, J. Phys. F: Met. Phys. 12, 1111 (1982), https://doi.org/10.1088/0305-4608/12/6/012.

J. Kübler, A.R. William, and C.B. Sommers, Phys. Rev. B 28, 1745-1755 (1983), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.28.1745.

Y. Miura, K. Nagao, and M. Shirai, Phys. Rev. B 69, 144413 (2004), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.144413.

J. Kübler, G.H. Fecher, and C. Felser, Phys. Rev. B 76, 024414 (2007), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.024414.

S.A. Wolf, D.D. Awschalom, R.A. Buhrman, J.M. Daughton, S.V. Molnar, M.L. Roukes, A.Y. Chtchelkanova, and D.M. Treger, Science, 294, 1488-1495 (2001), https://doi.org/10.1126/science.1065389.

E. Şaşıoğlu, L.M. Sandratskii, P.Bruno, I.Galanakis, Phys. Rev. B. 72, 184415 (2005), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.184415.

S. Wurmehl, G.H. Fechel, H.C. Kandpal, V. Ksenofontov, C. Felser, H. Lin, Appl. Phys. Lett. 88, 032503 (2006), https://doi.org/10.1063/1.2166205.

I. Galanakis, J. Phys.: Condens. Matter, 14, 6329-6340 (2002), https://doi.org/10.1088/0953-8984/14/25/303.

I. Galanakis, P.H. Dederichs, and N. Papanikolaou, Phys. Rev. B 66, 134428 (2002), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.134428.

T. Block, C. Felser, G. Jakob, J. Ensling, B. Muhling, P. Gutlich, V. Beaumont, F. Studer, and R.J. Cava, J. Solid Solid State Chem. 176, 646-651 (2003), https://doi.org/10.1016/j.jssc.2003.07.002.

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).

J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865-3868 (1996), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865.

J.P. Perdew, K. Burke, and Y. Wang, Phys. Rev. B. 54, 16533 (1996), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.57.14999.

E. Sjostedt, L. Nordstrom and D.J Singh, Solid State Commun. 114, 15-20 (2000), https://doi.org/10.1016/S0038-1098(99)00577-3.

Atomistix ToolKit-Virtual Nanolab (ATK-VNL), QuantumWise Simulator, Version. 2014.3, 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.

P.J. Webster, J. Phys. Chem. Sol. 32, 1221-1231 (1971), https://doi.org/10.1016/S0022-3697(71)80180-4.

Fr. Heusler, Ueber magnetische Manganlegierungen. Verh. Dtsch. Phys. Ges. 5, 219 (1903).

F.D. Murnaghan, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 30, 244-247 (1944), https://dx.doi.org/10.1073%2Fpnas.30.9.244.

R.J. Soulen Jr., J.M. Byers, M.S. Osofsky, B. Nadgorny, T. Ambrose, S.F. Cheng, P.R. Broussard, C.T. Tanaka, J. Nowak, J.S. Moodera, A. Barry, and J.M.D. Coey, Science 282, 85-88 (1998), https://doi.org/10.1126/science.282.5386.85.

J. C. Slater, Phys. Rev. 49, 537-545 (1936), https://doi.org/10.1103/PhysRev.49.537.

L. Pauling, Phys. Rev. 54, 899-904 (1938), https://doi.org/10.1103/PhysRev.54.899.

Y.V. Kudryavtsev, N.V. Uvarov, V.N. Iermolenko, and J. Dubowik, J. Appl. Phys. 108, 113708 (2010), https://doi.org/10.1063/1.3511433.

N.V. Uvarov, Y.V. Kudryavtsev, A.F. Kravets, A.Ya. Vovk, R.P. Borges, M. Godinho, and V. Korenivski, J. Appl. Phys. 112, 063909 (2012), https://doi.org/10.1063/1.4752870.

M. Born, and K. Huang, Dynamical Theory of Crystal Lattices, (Oxford, Clarendon, 1956), pp. 420.

A. Akriche, H. Bouafia, S. Hiadsi, B. Abidri, B. Sahli, M. Elchikh, M.A. Timaoui, B. Djebour, J. Magnetism and Magnetic Materials. 422, 13-19 (2017), https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.08.059.

D.G. Pettifor, J. Mater. Sci. Technol. 8, 345-349 (1992), https://doi.org/10.1179/mst.1992.8.4.345.

R. Hill, Proc. Phys. Soc., A 65, 349-354 (1952), https://doi.org/10.1088/0370-1298/65/5/307.

A. Hamidani, B. Bennecer, B. Boutarfa, Materials Chemistry and Physics. 114, 732-735 (2009), https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.10.038.

Опубліковано
2020-08-13
Цитовано
Як цитувати
Sukhender, S., Pravesh, P., Mohan, L., & Verma, A. S. (2020). Пластична і металева природа компаундів хейслера Co2VZ (Z = Pb, Si, Sn): базові принципи дослідження. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 99-110. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-13
Номер
№ 3 (2020): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2020 Сухендер, Правеш Правеш, Лаліт Мохан, Аджай Сінгх Верма

Ліцезія Creative Commons

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).