بررسی اثر پارامتر هابارد بر ویژگی‌های ساختاری، مغناطیسی و الکترونی مونوفریت استرانسیوم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران

چکیده

در این کار برخی از ویژگی‌های ساختاری، مغناطیسی و الکترونی ترکیبSrFe2O4  بررسی می‌شود. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت تقویت‌شدۀ خطی با پتانسیل کامل (FP-LAPW)، در چارچوب نظریۀ تابعی چگالی با تقریب‌های مختلف برای انرژی تبادلی-‌همبستگی و با استفاده از نرم‌افزار Wien2k صورت گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که برای ترکیب SrFe2O4 نظم فری‌مغناطیس، پایدارترین حالت مغناطیسی است که برای نظم فری‌مغناطیس، 6 نوع نظم اسپینی مختلف وجود دارد. تقریب‌های شیب تعمیم‌یافته و چگالی اسپینی موضعی برای توصیف گاف نواری و گشتاور مغناطیسی مورد انتظار این ترکیب، مناسب نبوده‌اند و بنابراین تقریب دیگری نظیر تقریب GGA+U مورد استفاده قرار گرفت که با استفاده از آن مقادیر گاف نواری و پارامترهای شبکه بهبود یافتند. در تقریب هابارد مقادیر مختلف U مورد بررسی قرار گرفتند و مقدار 5/4 U= الکترون‌ولت برای محاسبات بعدی انتخاب گردید. تأثیر فشار بر گاف نواری محاسبه و بر طبق آن با افزایش فشار گاف نواری در هر دو حالت اسپین بالا و پایین کاهش می‌یابد. نتایج ثابت‌های شبکه در توافق با نتایج تجربی است اما کمیت‌های مدول حجمی‌، گشتاور مغناطیسی و گاف نواری به‌صورت تجربی گزارش نشده‌اند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Hubbard parameter on structural, magnetic and electronic properties of mono ferrite strontium

نویسندگان [English]

  • Hamdollah Salehi
  • Zohreh Javdani
  • Hojat Allah Badehian
چکیده [English]

In this work, the effect of Hubbard parameter on structural, magnetic and electronic properties of SrFe2O4 has been investigated. The calculations have been performed by Full-Potential-Linearized Augmented Plane Wave (FP-LAPW) method in the framework of density functional theory with different approximations about exchange-correlations energy by WIEN2k package. The results indicated that for SrFe2O4, ferrimagnetic is the most stable state and there are six different spin configurations for ferromagnetic. "Generalized Gradient" and "Local Spin Density" Approximations were not appropriate for explaining the expected band gap and magnetic moment of the compound. Therefore, other approximations like GGA+U were used. Band gap and lattice constants improved by using this approximation. In Hubbard approximation, band gap and magnetic moment were calculated per different U parameters and U=4.5 eV was chosen for future calculations. The effect of pressure on the band gap was calculated and it was found that by increasing pressure, band gap for both spin up and down states increases. Lattice constants results are in consistent with experimental studies. However, the amount for bulk modulus, magnetic moment and band gap have not been reported experimentally.

کلیدواژه‌ها [English]

  • SrFe2O4
  • Density functional theory
  • Hubbard parameter
  • ferromagnetic
  • Pressure effect