خواص الكتروني، ترموديناميكي و مكانيكي انبوهه CrAs

Electronic, thermodynamic and mechanical properties of CrAs

در صنعت اسپينترونيك به تركيبات دوتايي عناصر واسطه مانند بلور CrAs در فاز شبه پايدار بلندروي، به‌علت رفتار فرومغناطيسي نيم فلزي آن ها، توجه زياد شده است. در اين مقاله خواص انبوهه CrAs در دو فاز شش گوشيNiAs و بلندروي مورد بررسي قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از بسته محاسباتي Espresso بر مبناي نظريه تابعي چگالي و نظريه تابعي چگالي اختلالي، با تقريب شيب تعميم يافته (GGA) انجام شده است. نتايج بررسي خواص الكتروني نشان داد كه ساختار NiAs فلز و ساختار بلندروي نيم فلز با گاف مستقيم 94/1 الكترون-ولت است كه با نتايج حاصل از كار سايرين (88/1 ، 85/1 ، 8/1 و 87/1 الكترون-ولت) تطابق دارد. با كمك معادله حالت مورناگون، مدول حجمي محاسبه شده است. در ادامه ثابت هاي كشساني با توجه به شيب شاخه هاي آكوستيكي در راستاهاي مورد نظر در نمودار پراكندگي فونوني محاسبه شده است. ثابت هاي كشساني براي فاز بلندروي 9/82=11C، 5/24=44C و 1/60=12C گيگاپاسكال و براي فاز شش گوشي NiAs، 1/139=11C ، 1/90=33C ،9/38=44C ،4/83=66C ، 1/61=12C و 4/85=13C گيگاپاسكال به‌دست آمد كه با توجه به بررسي هاي انجام شده، تاكنون اين ثابت‌هاي كشساني محاسبه نشده است.

In spintronics, transition-metal pnictides, such as CrAs in the metastable zinc-blende lattice phase, 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 phases 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 GPa, C33=90.1 GPa, C44=38.9 GPa, C66=83.4 GPa, C12=61.1 GPa, C13=85.4 GPa and in zinc-blend phase are C11=82.9 GPa, C44=24.5 GPa and C12=60.1 GPa. According to our investigation, the elastic constants have not been calculated so far.