p10. بررسي پايداري ساختاري، ساختار الكتروني و ويژگيهاي نيم‌فلزي و مغناطيسي تركيبات گاف-صفر نيم‌هويسلر d0-d: مورد آلياژهاي MnNK، MnNRb و MnNCs

Study of structural stability, electronic structure, and half-metallic and magnetic properties of d0-d half-Heusler zero-gap: the case of MnNK, MnNRb and MnNCs alloys

با استفاده از محاسبات اصول اوليه ساختار الكتروني و در چارچوب نظريه تابعي چگالي، ويژگيهاي الكتروني، مغناطيسي و پايداري ساختاري تركيبات جديد نيم‌هويسلر d0-d MnNX (X=K, Rb, Cs) مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان مي‌دهد كه MnNK و MnNRb بلورهاي گاف-صفر نيم‌فلزي هستند در حالي كه MnNCs رفتاري فلزي بروز مي‌دهد. تركيبات MnNK و MnNRb دو ويژگي مهم گاف انرژي صفر در نقطه Γ از ناحيه بريلوئن و وجود وارونگي نواري در سطح فرمي نسبت به توالي معمولي پر شدن اوربيتال‌ها را از خود نشان مي‌دهند كه بيانگر توپولوژي غيربديهي ساختار نواري بوده و لذا كانديدهاي خوبي براي عايق‌هاي چرن محسوب مي‌شوند. گشتاورهاي مغناطيسي كل به دست آمده براي اين ساختارها در توافق كامل با رابطه اسليتر-پاؤلينگ Mtot=Ztot–8 مي‌باشد. انرژي تشكيل منفي و ديگر خصوصيات ساختاري و مغناطيسي ذكر شده، بيانگر اهميت اين تركيبات به منظور كاربردهاي پيشرفته اسپينترونيكي مي‌باشد.

Using first-principles electronic structure calculations based on density functional theory, the electronic and magnetic properties of novel d0-d half-Heusler compounds MnNX (with X=K, Rb, Cs) are investigated. The results indicate that MnNK and MnNRb are zero-gap half-metallic alloys while MnNCs is a ferromagnetic metal. MnNK and MnNRb show two important features such as the zero-band gap behavior at the Γ point of brillouin zone and band inversion at the Fermi level with respect to normal filling order of orbitals which is an indication of non-trivial topology of band structure and are therefore potential candidate for Chern insulator. The total magnetic moments of the above compounds are in agreement with the Slater-Pauling rule of 8 Mtot=Ztot–8. The negative formation energy and other structural and magnetic features mentioned imply the importance of these compounds for advanced spintronic applications.