بررسي خاصيت نيم-فلزي تك لايه SiC آلايش يافته با اتم هاي منگنز به منظور كاربرد در نانو اسپينترونيك

The Investigation of the Half-metallic Properties of Mn-doped SiC Monolayer for Nanospintronic Applications

در اين پژوهش، ويژگي هاي ساختاري، الكتروني و مغناطيسي تك لايه SiC آلايش يافته با اتم هاي منگنز مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج مربوط به خواص الكتريكي نشان مي‌دهد كه تك لايه SiC خالص، بر خلاف گرافين خالص، داراي گاف نواري قابل توجهي مي‌باشد، كه باعث كابرد آن در صنعت الكترونيك مي‌شود. پايدارترين ساختار با در نظر گرفتن اتم هاي منگنز بر روي اتم-هاي كربن، اتم سيليسيم و مركز شش ضلعي با انجام واهلش كامل موقعيت هاي اتمي و پارامترهاي شبكه، مشخص شد. نتايج محاسبات نشان مي دهد كه پايدارترين حالت اين تركيب براي حالتي است كه اتم هاي منگنز روي اتم هاي كربن قرار مي گيرند. بنابراين براي اين ساختار، خواص الكتروني و مغناطيسي محاسبه شده است. نمودارهاي چگالي حالات جزئي و كلي بيانگر وجود خاصيت نيم-فلزي در اين تركيب مي باشد. در نتيجه از اين تك لايه مي‌توان در ساخت قطعات نانو اسپينترونيكي و شيرهاي اسپيني استفاده نمود. همچنين در اين مقاله تلاش شده كه با رسم نمودارهاي ساختار نواري وابسته به اسپين و مقايسه آن با چگالي حالات جزئي، سازوكار ايجاد خاصيت نيم-فلزي در اين مواد مورد بررسي قرار گيرد.

In this study, the structural, electronic and magnetic properties of silicon carbide monolayer coated with manganese have been investigated. The results of the electrical properties show that, in contrast to graphene, the pristine SiC monolayer has a sizeable band-gap which makes it suitable for application in electronics industry. The most stable structure was identified by considering manganese atoms on carbon atoms, silicon atoms, and hexagon centers with doing the complete relaxations of atomic positions and cell parameters. The results of the calculations show that the most stable state of this compound is related to the case when manganese atoms are deposited on carbon atoms. Therefore, the electronic and magnetic properties are calculated for this structure. The partial and total density of states indicate the existence of half-metallicity in this compound. As a result, this monolayer can be used to make Nano spintronic components and spin valves. Also, in this paper, we tried to study the mechanism for the formation of half-metallic by plotting spin-dependent band structure diagrams and comparing them with the partial density of states.