view in publisher's site

Bulk and surface DFT investigations of the electronic and magnetic properties of CsXNO (X = Mg, Ca and Sr) quaternary Heusler alloys

Highlights•The Bulk and (001) surfaces of CsXNO (X = Mg, Ca and Sr) are investigated.•Half-metallicity is from band shift due to the strong p–p exchange interaction.•The compounds are half-metals with wide HM gaps and high Curie temperatures.•All three alloys maintain half-metallicity in a wide lattice constant range.•The bulk half-metallicity is well preserved on the NO-terminated surfaces.AbstractThe structural, electronic and magnetic properties of the bulk and (001) surfaces of CsXNO (X = Mg, Ca and Sr) quaternary Heusler alloys are investigated. It is found that all of the compounds are half-metallic ferromagnets with a magnetic moment of 2μB which obeys the Slater–Pauling rule. The half-metallic gaps are calculated to be 0.84, 0.80 and 0.82eV for CsMgNO, CsCaNO and CsSrNO, respectively. It seems that the shift of the bands due to the rather strong p–p exchange interaction leads to half-metallic ferromagnetism in these compounds. They can also maintain their half-metallic properties under great stresses and the calculated Curie temperatures are 705.14, 504.85 and 488.82 K for CsMgNO, CsCaNO and CsSrNO, respectively. The (001) surfaces of the compounds are also simulated using the symmetric slab model. The results of the calculation of surface energies indicate that NO-terminated surface is more stable than CsX-terminated surface. The half-metallicity is also well preserved on the NO-terminated surface, however the bulk half-metallicity is destroyed by the surface states on the CsX-terminated slab. Considering the 100 % ferromagnetic spin polarization in bulk and surface beside high Curie temperature make these materials excellent candidates for spintronic applications.

بررسی حجمی و سطحی DFT خواص الکترونیکی و مغناطیسی آلیاژهای هاسر چهارم CsXNO (X = Mg، Ca و Sr)

نکات برجسته سطوح انبوه و (۰۰۱)CsXNO (X = Mg، Ca و Sr)بررسی می‌شوند. * نیمه فلزی بودن از انتقال باند ناشی از تعامل قوی p - p است. * ترکیبات نیمه فلزی با فضاهای باز HM و دماهای کوری بالا هستند. * هر سه آلیاژ نیمه فلزی را در محدوده ثابت شبکه گسترده حفظ می‌کنند. خواص ساختاری، الکترونیکی و مغناطیسی سطوح حجمی و (۰۰۱)CsXNO (X = Mg، Ca و Sr)آلیاژهای Heusler مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مشخص شده‌است که همه ترکیبات، فرومغناطیس نیمه فلزی با گشتاور مغناطیسی ۲ μB هستند که از قانون اسلاتر - پاولینگ پیروی می‌کند. شکاف‌های نیمه فلزی به ترتیب ۰.۸۴، ۰.۸۰ و ۰.۸۲ الکترون‌ولت برای CsNO Mg، CsCaNO و CsSrNO محاسبه شده‌اند. به نظر می‌رسد که تغییر پیوندها به دلیل فعل و انفعال تبادلی نسبتا قوی p - p منجر به فرو مغناطیس نیمه فلزی در این ترکیبات می‌شود. آن‌ها همچنین می‌توانند خواص نیمه فلزی خود را تحت تنش‌های بزرگ حفظ کنند و دمای کوری محاسبه‌شده به ترتیب برای CsMgNO، CsCaNO و CsSrNO ۷۰۵.۱۴، ۵۰۴.۸۵ و ۴۸۸.۸۲ K است. سطوح (۰۰۱)ترکیبات نیز با استفاده از مدل دال متقارن شبیه‌سازی شده‌اند. نتایج محاسبه انرژی‌های سطحی نشان می‌دهد که سطح بدون انتها از سطح بدون انتها پایدارتر است. نیمه فلزی بودن نیز به خوبی بر روی سطح بدون انتها حفظ می‌شود، با این حال نیمه فلزی بودن حجمی توسط حالت‌های سطحی بر روی دال خاتمه یافته CsX از بین می‌رود. با در نظر گرفتن پلاریزاسیون اسپین فرومغناطیس ۱۰۰ % در حجم و سطح در کنار دمای کوری بالا، این مواد گزینه‌های خوبی برای کاربردهای اسپینترونیک هستند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Materials Science
  • ترجمه مقاله General Materials Science
  • مقاله علوم مواد عمومی
  • ترجمه مقاله علوم مواد عمومی
  • مقاله Condensed Matter Physics
  • ترجمه مقاله Condensed Matter Physics
  • مقاله فیزیک ماده چگال
  • ترجمه مقاله فیزیک ماده چگال
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.