خواص الکترونی، ترمودینامیکی و مکانیکی انبوهه CrAs

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد قم

2 ریئس دانشکده علوم پایه دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم

3 عضو هیئت علمی دانشگاه خوارزمی

چکیده

در صنعت اسپینترونیک به ترکیبات دوتایی عناصر واسطه مانند بلور CrAs در فاز شبه پایدار بلندروی، به علت رفتار فرومغناطیسی نیم فلزی آن ها، توجه زیاد شده است. در این مقاله خواص انبوهه CrAs در دو فاز شش گوشیNiAs و بلندروی مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از بسته محاسباتی Espresso بر مبنای نظریه ی تابعی چگالی و نظریه ی تابعی چگالی اختلالی، با تقریب شیب تعمیم یافته (GGA) انجام شده است. نتایج بررسی خواص الکترونی نشان داد که ساختار NiAs فلز و ساختار بلندروی نیم فلز با گاف مستقیم 1.94 الکترون-ولت است که با نتایج حاصل از کار سایرین (1/88 ، 1/85 ، 1/8 و 1/87 الکترون-ولت) تطابق دارد. با کمک معادله ی حالت مورناگون، مدول حجمی محاسبه شده است. در ادامه ثابت های کشسانی با توجه به شیب شاخه های آکوستیکی در راستاهای مورد نظر در نمودار پراکندگی فونونی محاسبه شده است. ثابت های کشسانی برای فاز بلندروی C11= 82.9 و 24.5=C44 و 60.1=C12 گیگا پاسکال و برای فاز شش-گوشیNiAs مقدارهای 139.1=C11 ،C66=83.4 ،C44=38.9 ، C33=90.1 وC12=61.1 و C13=85.4 گیگا پاسکال به دست آمد که با توجه به بررسی های انجام شده، تا کنون این ثابت های کشسانی محاسبه نشده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Electronic, thermodynamic and mechanical properties of CrAs

نویسنده [English]

  • somaye mahdavian mehrabani 1
چکیده [English]

In spintronics, transition-metal pnictides, such as CrAs in the metastable zinc-blende lattice structure, have attracted much interest due to their half-metallic ferromagnetism properties. In this paper, we have investigated the properties of CrAs in NiAs and zinc-blende structures by using ESPRESSO code. The calculations are based on the Density Functional Theory (DFT) and the Density Functional Perturbation Theory (DFPT) with the generalized gradient approximation (GGA).The Results show that CrAs in NiAs phase is metal and in zinc-blende phase is half-metal with direct band gap. The value of gap energy is 1.94 eV which is in good agreement with other previous calculations ( 1.88, 1.85, 1.87 and 1.8 eV). We have calculated Bulk module by fitting the lattice constants data to the Murnaghan equation of state. The elastic constants are calculated by using the slop of the phonon acoustic modes. The constants in NiAs phase are C11= 139.1 ,C66=83.4 ,C44=38.9 , C33=90.1 ,C12=61.1 , C13=85.4 and in zinc-blend phase are C11= 82.9 ,C44=24.5 , C12=60.1 and . According to our investigation, the elastic constants have not been calculated so far.

کلیدواژه‌ها [English]

  • CrAs
  • Thermodynamic properties
  • phonon spectrum
  • elastic constants