نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز

چکیده

با توجه به کاربردهای فراوان نیم­فلزات در ابزارهای اسپینترونیک از جمله دریچه­های اسپینی، خاصیت فرومغناطیس نیم­فلزی در ترکیب KP < /span> در ساختارهای نمک سنگی (RS) و سزیم­ کلرید (CsCl) با استفاده از بسته محاسباتی کوانتوم- اسپرسو مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به ­دست آمده نشان می ­دهد ترکیب KP < /span> در ساختارRS  نیم­ فلز و در ساختار CsCl، به ­دلیل کوچک بودن ثابت شبکه و برآورده نشدن معیار استونر فاقد خاصیت مغناطیسی است. گاف نیم­ فلزی به ­دست آمده برای ساختار RS مقدار قابل توجهی است. هرچند ترکیب KP < /span> در ساختار CsCl از نظر انرژی پایدارتر از ساختار RS است اما از نظر دینامیکی ساختار RS پایدار و ساختار CsCl ناپایدار است. همین امر سبب شد تا به بررسی خاصیت نیم­ف لزی در سطح (001) ساختار RS بپردازیم. محاسبات مربوط به سطح (001) ساختار RS، بیان­گر حفظ ویژگی نیم­فلزی انبوهه در این راستا است. بنابراین نانولایه­ های ترکیب KP < /span> در جهت [001] ساختار RS می­تواند کاندیدای مناسبی برای استفاده در قطعات اسپینترونیک نسل آینده باشند.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Half-metallic properties of KP compound in a bulk and (001) surface of rock-salt structure: A b-initio study

نویسندگان [English]

  • P amiri
  • H salehi
  • M kazemi

چکیده [English]

Given the many applications of half-metals in the spintronics devices, we investigated the half-metallic properties of the KP compound in rock-salt (RS) and cesium chloride (CsCl) structural phases by using density functional theory. The results indicated that the KP compound as the half-metal in the RS structure, in contrast to the CsCl structure, due to the small lattice constant and failure of Stoner criterion, did not have any magnetic properties. Half-metallic gap value obtained was remarkable for the RS structure. Although the KP compound in the CsCl structure was more stable than the RS structure energetically, from a dynamical point of view, the RS structure was stable and the CsCl structure was unstable. Calculations corresponding to the (001) surface of the RS structure also demonstrated the conservation of the bulk half-metallic properties in this crystallographic direction. So, the nano-layers of the KP compound in the RS structure might be an appropriate candidate for application in the near future spintronics devices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • spintronics
  • ferromagnetism
  • half-metal
  • Stoner criterion
  • formation energy
  • cohesive energy

1. O Volnianska and P Bogusławski, Phys. Rev. B 75 (2007) 224418. 2. W Zhang, Z Song, B Peng, and W Zhang, J. Appl. Phys. 112 (2012) 043905. 3. M Geshi, K Kusakabe, H Tsukamoto, and N Suzuki, cond-mat. 1 (2004) 0402641. 4. K Kusakabe, M Geshi, H Tsukamoto, and N Suzuki, J. Phys.: Condens. Matter. 16 (2004) S5639. 5. H Zhao, S Dong, Y Song, and J Supercond. Nov. Magn. 28 (2015) 1535. 6. C W Zhang, J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (2008) 085006. 7. A Lakdja, H Rozale, and A Chahed, Computational Materials Science 67 (2013) 287. 8. M Moradi, M Rostami, and M Afshari, Can. J. Phys. 90 (2012) 531. 9. G Jaiganesh and G Kalpana, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 326 (2013) 66. 10. A Laref, E Şaşioglu and I Galanakis, J. of Phys.: Condens. Matter 23 (2011) 296001. 11. B Zhou, S Dong, S Chen, Z Zhang, H Zhao, and P Wu, Solid State Communications 192 (2014) 64. 12. X P Wei, Y D Chu, X W Sun, T Sun, and P Guo, Physica B 463 (2015) 103. 13. C W Zhang and S S Yan, Solid State Communications 149 (2009) 387. 14. Z Nourbakhsh, S J Hashemifar, and H Akbarzadeh, Journal of Alloys and Compounds 579 (2013) 360. 15. Y Zhang, Y Qi, and Y Hu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 324 (2012) 2523. 16. G Gao, K Yao, Z Liu, Y Min, J Zhang, S Fan, and D Zhang, J. Phys.: Condens. Matter 21(2009) 275502. 17. Ç Şenol, S Kervan, N Kervan, Intermetallics 52 (2014) 1. 18. B M Cossairt, C C Cummins, A R Head, D L Lichtenberger, R J Berger, S A Hayes, N W Mitzel, G Wu, Journal of the American Chemical Society 132 (2010) 8459. 19. Q Gao, L Li, H H Xie, G Lei, J B Deng, and X R Hu, Materials Chemistry and Physics 163 (2015) 460. 20. G Gao, K Yao, Z Liu, J Zhang, Y Min, and S Fan, Physics Letters A 372 (2008) 1512. 21. G Gao, K Yao, and N Li, J. Phys.: Condens. Matter 23 (2011) 075501. 22. G Gao, B Xu, Z Y Chen, and K Yao, Journal of Alloys and Compounds 546 (2013) 119. 23. M Rostami, M Afshari, and M Moradi, Journal of Alloys and Compounds 575 (2013) 301. 24. L Li, G Lei, Q Gao, J B Deng, and X R Hu, Materials Research Bulletin 68 (2015) 308.

تحت نظارت وف بومی