半赫斯勒合金CrMnZ(Z=P,As,Sb)的结构、磁性与半金属性

• 作者: 封文江 徐乾皓 李春梅 吴闯 高岩 刘岩 赵雪桐 姚雯嘉
• 来源期刊: 沈阳师范大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 半赫斯勒合金 第一性原理 高自旋极化 斯莱特-鲍林规则
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 材料科学|Materials Sciences
• 页码范围: 17-23
• 页数: 7页
• 分类号: O469|TB34
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-5862.2022.01.004

摘要

为了探究半赫斯勒合金CrMnZ的材料与电子性质,预测其用途,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用Materials studio 6.0中的CASTEP模块建模,计算了半赫斯勒合金CrMnZ(Z=P,As,Sb)的结构、磁性与半金属性能.通过几何优化得出,CrMnP,CrMnAs和CrMnSb的平衡晶格常数分别为5.53,5.80和6.18 ?,平衡状态下能量分别为-13 206.983 0,-13 175.509 6和-13 089.869 6 eV.通过磁矩计算结果和能带图的分析,计算的总磁矩接近于零,并在费米能级附近存在带隙,据此认为CrMnP和CrMnAs合金为半金属反铁磁性材料.Cr原子和Mn原子的磁矩呈反平行排列.通过对态密度图的分析可以得出,半赫斯勒合金CrMnZ的带隙主要来自于Cr-3d和Mn-3d电子的能级劈裂.CrMnP,CrMnAs和CrMnSb分别在5.32～5.67 ?,5.37～5.74 ?和5.53～5.93 ?保持半金属性质.