第一性原理研究half-Heusler合金VLiBi和CrLiBi的半金属铁磁性

• 作者: 刘汉军 姚仲瑜 孙丽 孙书娟 潘孟美
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 半金属 第一性原理 电子结构 铁磁性
• 年，卷（期）: 2018,（21）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 325-333
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20181129

摘要

构建只含有一种过渡金属元素的half-Heusler合金VLiBi和CrLiBi.采用第一性原理的全势能线性缀加平面波方法计算half-Heusler合金VLiBi和CrLiBi的电子结构.计算结果表明,VLiBi和CrLiBi是半金属性铁磁体,它们的半金属隙分别是0.25 eV和0.46 eV,晶胞总磁矩分别为3.00 μB和4.00 μB.磁性计算结果显示,晶胞总磁矩主要来源于V和Cr的原子磁矩,Li和Bi的原子磁矩较弱,而且Bi的原子磁矩为负值.利用平均场近似方法计算合金的居里温度TC,VLiBi和CrLiBi的居里温度(TC)的估算值分别为1401K和1551K.使晶格常数在±10％的范围内变化,分别计算VLiBi和CrLiBi的电子结构.计算研究表明,晶格常数在-5.6％-10％和-6.9％-10％的范围内变化时VLiBi和CrLiBi仍具有半金属性,并且晶胞总磁矩稳定于3.00 μB和4.00 μB.采用局域密度近似(LDA)+U(电子库仑相互作用项)的方法计算VLiBi和CrLiBi的电子结构,当U的取值增大到5eV时VLiBi和CrLiBi仍保持半金属性.此外,采用考虑自旋-轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)效应的广义梯度近似(GGA)+SOC方法计算VLiBi和CrLiBi的电子结构,计算结果显示有微弱的自旋向下能带穿过费米能级,此时VLiBi和CrLiBi在费米面处的自旋极化率分别为98.8％和94.3％,它们的晶胞总磁矩分别为3.03 μB和4.04 μB.VLiBi的半金属性几乎不受SOC效应的影响,而CrLiBi在费米面处仍有较高的自旋极化率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘汉军	海南师范大学物理与电子工程学院	11	33	4.0	4.0
2	姚仲瑜	海南师范大学物理与电子工程学院	21	33	3.0	5.0
3	潘孟美	海南师范大学物理与电子工程学院	32	29	3.0	4.0
4	孙书娟	海南师范大学物理与电子工程学院	12	13	2.0	3.0
5	孙丽	海南师范大学物理与电子工程学院	7	6	2.0	2.0