Электронная структура, магнитные и механические свойства полугейслерового сплава MnCoSi
С. В. Сиротюк
Национальный университет «Львовская политехника», ул. Степана Бандеры, 12, 79013 Львов Украина
Получена: 24.09.2020. Скачать: PDF
В работе в рамках формализма функционала электронной плотности выполнены расчёты электронных свойств полугейслерового сплава MnCoSi. Вычисления сделаны с помощью программы ABINIT в рамках двух подходов. Первый из них основывается на проекционно присоединённых волнах (PAW), а второй базируется на сохраняющих норму псевдопотенциалах (NCPP). В базисе PAW имплементирован гибридный обменно-корреляционный функционал PBE0, который позволяет частично исключать самодействие сильно скоррелированных 3$d$-электронов Co и Mn. В базисе PAW рассчитаны электронные энергетические спектры кристалла MnCoSi в магнитной и немагнитной фазах. В процессе оптимизации структуры кристалла были найдены интерполянты полной энергии $E(V)$ и давления $P(V)$ как функции объёма, а также $V(P)$ как функции давления. На основании этих зависимостей был найден объёмный модуль упругости $B_0$ = 196,1 ГПа. Установлено, что в магнитном состоянии материал MnCoSi является металлом для спина вверх и полупроводником для спина вниз. В немагнитном состоянии материал является металлом. Электронные свойства были получены для несжатого и сжатого состояний кристалла. Найдены также зависимости магнитных моментов атомов от давления. В рамках второго подхода (NCPP) рассчитаны упругие константы $c_{11}$, $c_{12}$ и $c_{44}$, на основании которых были получены модули упругости, скорости звуковых волн и температура Дебая. Найденный в этом подходе модуль упругости $B_0$ = 197,1 ГПа хорошо согласуется с полученным на основе базиса PAW.
Ключевые слова: полугейслеровый сплав, оптимизация структуры, электронная структура, ферромагнитное упорядочение, упругие константы, объёмный модуль упругости, температура Дебая.
URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v43/i04/0541.html
PACS: 62.20.-x, 71.15.Mb, 71.20.Be, 71.20.Nr, 71.27.+a, 72.25.-b, 75.10.Lp