p19. محاسبه اصول اوليه ويژگي يوني بلور و بررسي اثرات آن بر خاصيت نيم فلزي و پايداري ساختاري فرومغناطيس هاي نيم فلزي الكترون-p

Ab-initio study of crystal ionicity and its effects on half-metallicity and structural stability of p-electron half-metallic ferromagnets

با استفاده از روش ابداعي براي محاسبه ابتدا به ساكن ويژگي يوني يا كووالاني بلورهاي نيمه رسانا بر پايه محاسبات تابعي چگالي[1]، در اينجا به محاسبه ويژگي يوني براي تركيبات نيم فلزي الكترون-p با استفاده از كانال اسپيني نيمه رساناي آنها پرداخته ايم. به اين ترتيب نشان داده مي شود كه هر سه عامل موثر در بروز گاف نيم فلزي در اين تركيبات مانند ياخته بسيط پر حجم، اختلاف زياد الكترون خواهي عناصر تركيب، و نوارهاي والانس تخت، همگي را مي توان در ويژگي يوني بلور ادغام و خلاصه كرد. محاسبات همچنين نشان مي دهد كه اگر چه افزايش ويژگي يوني بلور در تركيبات الكترون-p به بروز و افزايش گاف نيم فلزي مي انجامد، اما منجر به افزايش ناپايداري ساختاري آنها نيز مي گردد. لذا تقابل اين دو اثر متناقض، سنتز و كاربرد ساختارهاي نيم فلزي الكترون-p را در اسپينترونيك دشوار مي سازد.

Using the ab initio method introduced earlier based on DFT for the calculation of crystal ionicity or covalency of binary semiconductors [1], in the following the crystal ioncities of half-metallic p-electron compounds are calculated by considering their semiconducting spin channels. It is shown that the three important criteria for appearance of half-metallic gap in p-electron compounds, i.e. large cell volumes, significant electronegativity difference between anion and cation, and flat valence bands, can all be combined in a single criterion, namely, the crystal iconicity. ّFurther it is found that although a greater crystal ionicity helps develop and widen the half-metallic gap, it also produces more structural instability. This dichotomy makes the synthesis and application of such compounds in spintronics challenging, if not impossible.