搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

三元化合物ZnVSe2半金属铁磁性的第一性原理计算

王新强 聂招秀 刘高斌 王风 程志梅

三元化合物ZnVSe2半金属铁磁性的第一性原理计算

王新强, 聂招秀, 刘高斌, 王风, 程志梅
PDF
导出引用
导出核心图
  • 采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势(PWP)方法,结合广义梯度近似(GGA),对三元化合物ZnVSe2晶体的电子结构进行了计算,分析了ZnVSe2晶体自旋极化的能带结构、电子态密度、电荷布居、磁矩等.计算结果表明,三元化合物ZnVSe2会产生自旋极化状态,能带结构和态密度显示为半金属特征,表现出显著的铁磁性行为,具有高达近100%的传导电子自旋极化率,其半金属能隙为0.443eV,理论预测其可能是一种具有一定应用潜能
    • 基金项目: 重庆市自然科学基金(批准号:CSTC-2007BB4137)资助的课题.
    [1]

    de-Groot R A, Mueller F M 1983 Phys. Rev. Lett. 50 2024

    [2]

    Park J H, Vescovo E, Kim H J, Kwon C, Ramesh R, Venkatesan T 1998 Nature 392 794

    [3]

    Lewis S P, Allen P B, Sasaki T 1997 Phys. Rev. B 55 10253

    [4]

    Jedema F J, Filip A T, Wees B J V 2001 Nature 410 345

    [5]

    Liu J, Wang X Q, Hu B Q, Liu A P, Dong H N, Liu Y, Li D F 2007 Int. J. Mod. Phys. B 21 3412

    [6]

    Xing Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 (in Chinese) [邢 月 2010 物理学报 59]

    [7]

    Liu B G 2003 Phys. Rev. B 67 172411

    [8]

    Xu Y Q, Liu B G, Pettifor D G 2002 Phys. Rev. 66 184435

    [9]

    Yao K L, Gao G Y, Liu Z L, Zhu L 2005 Solid State Commu-nications 133 301

    [10]

    Xie W H, Xu Y Q, Liu B G, Pettifor D G 2003 Phys. Rev. Lett. 91 037204

    [11]

    Zhu H J, Ramsteiner M, Kostial H, Wassermeier M, Schönherr H P, Ploog K H 2001 Phys. Rev. Lett. 87 016601

    [12]

    Yang M, Cao C H, Zhang S Y, Yang S Z, Cui X G, You L X, Ji Z M, Kang L, Xu W W 2003 Chin. Phys. Lett. 20 1848

    [13]

    Schmidt G, Ferrand D, Molenkamp L W 2000 Phys. Rev. B 62 4790

    [14]

    Schmidt G, Molenkamp L W 2002 Semicond Sci. Technol. 17 310

    [15]

    Nakamura S 1995 Circuits, Devices Magazine 11 19

    [16]

    Akimoto K, Miyajima T, Mori Y 1989 Jpn. J. Appl. Phys. Part 2 28 528

    [17]

    Migita M, Taike A, Yamamoto H 1990 Journal of Applied Physics 68 880

    [18]

    Cardona M 1961 Journal of Applied Physics 32 2151

    [19]

    Brus L E 1983 Journal of Chemical Physics 79 5566

    [20]

    Pejova B, Grozdanov I 2005 Materials Chemistry and Physics 90 35

    [21]

    Wang W Z, Geng Y, Yan P, F Y L, Xie Y, Qian Y T 1999 Journal of the American Chemical Society 121 4062

    [22]

    Nirmal M, Brus L 1999 Accounts of Chemical Research 32 407

    [23]

    Burda C, Link S, Mohamed M, El-Sayed M 2001 Journal of Physical Chemistry B 105 12286

    [24]

    Murase N, Gao M Y 2004 Materials Letters 58 3898

    [25]

    Bevilacqua G, Martinelli L, Vogel E E 2002 Physical Review B:Condensed Matter 6615

    [26]

    Manuel C, Ruprecht H 1970 Physical Review B:Condensed Matter 1 2605

    [27]

    Fazzio A, Caldas M J, Zunger A 1984 Physical Review B:Condensed Matter 30 3430

    [28]

    Karazhanov S Z, Ravindran P, Kjekshus A, Fjellvg H, Svensson B G 2007 Physical Review B:Condensed Matter 75 155104

    [29]

    Jiang Y, Yang S Y, Zhang X L, Teng F, Xu Z, Hou Y B 2006 Acta Phys. Sin. 55 4860 (in Chinese) [姜 燕、杨盛谊、张秀龙、滕 枫、徐 征、侯延冰 2006 物理学报 55 4860]

    [30]

    Malik M A, Revaprasadu N, OBrien P 2001 Chem. Mater 13 913

    [31]

    Hwang C S, Cho I H 2005 Bull. Kor. Chem. Soc. 26 1776

    [32]

    Dalpian G M, Chelikowsky J R 2006 Phys. Rev. Lett. 96 226802

    [33]

    Greene R G, Luo H, Ruoff A L 1995 Journal of Physics and Chemistry of Solids 56 521

    [34]

    Atroshchenko L V, Galkin S N, Rybalka I A, Voronkin E F, Lalayants A I, Ryzhikov V D, Fedorov A G 2005 Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 537 211

    [35]

    Liu B G 2003 Physics 32 780 (in Chinese) [刘邦贵 2003 物理 32 780]

    [36]

    Liu Y, Liu B G 2006 Journal of Magnetism and Magnetic Materials 307 245

    [37]

    Zhao Y H, Liu B G 2008 Chin. Phys. B 17 3417

    [38]

    Hohenberg P, Kohn W 1964 Phys. Rev. 136 864

    [39]

    Zakharov O, Rubio A, Blase X, Cohen M L, Louie S G 1994 Phys. Rev. B 50 10780

    [40]

    Segall M D, Lindan P J D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 J. Phys.:Condens Matter 14 2717

    [41]

    Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 1133

    [42]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [43]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

    [44]

    Pack J D, Monkhorst H J 1977 Phys. Rev. B 16 1748

    [45]

    Anisimov V I, Aryasetiawan F, Lichtenstein A I 1997 J. Phys.:Condens Matter 9 27 767

    [46]

    Stampfl C, Van-de-Walle C G 1999 Phys. Rev. B 59 5521

    [47]

    Pickett W E, Moodera J S 2001 Physics Today 54 39

  • [1]

    de-Groot R A, Mueller F M 1983 Phys. Rev. Lett. 50 2024

    [2]

    Park J H, Vescovo E, Kim H J, Kwon C, Ramesh R, Venkatesan T 1998 Nature 392 794

    [3]

    Lewis S P, Allen P B, Sasaki T 1997 Phys. Rev. B 55 10253

    [4]

    Jedema F J, Filip A T, Wees B J V 2001 Nature 410 345

    [5]

    Liu J, Wang X Q, Hu B Q, Liu A P, Dong H N, Liu Y, Li D F 2007 Int. J. Mod. Phys. B 21 3412

    [6]

    Xing Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 (in Chinese) [邢 月 2010 物理学报 59]

    [7]

    Liu B G 2003 Phys. Rev. B 67 172411

    [8]

    Xu Y Q, Liu B G, Pettifor D G 2002 Phys. Rev. 66 184435

    [9]

    Yao K L, Gao G Y, Liu Z L, Zhu L 2005 Solid State Commu-nications 133 301

    [10]

    Xie W H, Xu Y Q, Liu B G, Pettifor D G 2003 Phys. Rev. Lett. 91 037204

    [11]

    Zhu H J, Ramsteiner M, Kostial H, Wassermeier M, Schönherr H P, Ploog K H 2001 Phys. Rev. Lett. 87 016601

    [12]

    Yang M, Cao C H, Zhang S Y, Yang S Z, Cui X G, You L X, Ji Z M, Kang L, Xu W W 2003 Chin. Phys. Lett. 20 1848

    [13]

    Schmidt G, Ferrand D, Molenkamp L W 2000 Phys. Rev. B 62 4790

    [14]

    Schmidt G, Molenkamp L W 2002 Semicond Sci. Technol. 17 310

    [15]

    Nakamura S 1995 Circuits, Devices Magazine 11 19

    [16]

    Akimoto K, Miyajima T, Mori Y 1989 Jpn. J. Appl. Phys. Part 2 28 528

    [17]

    Migita M, Taike A, Yamamoto H 1990 Journal of Applied Physics 68 880

    [18]

    Cardona M 1961 Journal of Applied Physics 32 2151

    [19]

    Brus L E 1983 Journal of Chemical Physics 79 5566

    [20]

    Pejova B, Grozdanov I 2005 Materials Chemistry and Physics 90 35

    [21]

    Wang W Z, Geng Y, Yan P, F Y L, Xie Y, Qian Y T 1999 Journal of the American Chemical Society 121 4062

    [22]

    Nirmal M, Brus L 1999 Accounts of Chemical Research 32 407

    [23]

    Burda C, Link S, Mohamed M, El-Sayed M 2001 Journal of Physical Chemistry B 105 12286

    [24]

    Murase N, Gao M Y 2004 Materials Letters 58 3898

    [25]

    Bevilacqua G, Martinelli L, Vogel E E 2002 Physical Review B:Condensed Matter 6615

    [26]

    Manuel C, Ruprecht H 1970 Physical Review B:Condensed Matter 1 2605

    [27]

    Fazzio A, Caldas M J, Zunger A 1984 Physical Review B:Condensed Matter 30 3430

    [28]

    Karazhanov S Z, Ravindran P, Kjekshus A, Fjellvg H, Svensson B G 2007 Physical Review B:Condensed Matter 75 155104

    [29]

    Jiang Y, Yang S Y, Zhang X L, Teng F, Xu Z, Hou Y B 2006 Acta Phys. Sin. 55 4860 (in Chinese) [姜 燕、杨盛谊、张秀龙、滕 枫、徐 征、侯延冰 2006 物理学报 55 4860]

    [30]

    Malik M A, Revaprasadu N, OBrien P 2001 Chem. Mater 13 913

    [31]

    Hwang C S, Cho I H 2005 Bull. Kor. Chem. Soc. 26 1776

    [32]

    Dalpian G M, Chelikowsky J R 2006 Phys. Rev. Lett. 96 226802

    [33]

    Greene R G, Luo H, Ruoff A L 1995 Journal of Physics and Chemistry of Solids 56 521

    [34]

    Atroshchenko L V, Galkin S N, Rybalka I A, Voronkin E F, Lalayants A I, Ryzhikov V D, Fedorov A G 2005 Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 537 211

    [35]

    Liu B G 2003 Physics 32 780 (in Chinese) [刘邦贵 2003 物理 32 780]

    [36]

    Liu Y, Liu B G 2006 Journal of Magnetism and Magnetic Materials 307 245

    [37]

    Zhao Y H, Liu B G 2008 Chin. Phys. B 17 3417

    [38]

    Hohenberg P, Kohn W 1964 Phys. Rev. 136 864

    [39]

    Zakharov O, Rubio A, Blase X, Cohen M L, Louie S G 1994 Phys. Rev. B 50 10780

    [40]

    Segall M D, Lindan P J D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 J. Phys.:Condens Matter 14 2717

    [41]

    Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 1133

    [42]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [43]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 5188

    [44]

    Pack J D, Monkhorst H J 1977 Phys. Rev. B 16 1748

    [45]

    Anisimov V I, Aryasetiawan F, Lichtenstein A I 1997 J. Phys.:Condens Matter 9 27 767

    [46]

    Stampfl C, Van-de-Walle C G 1999 Phys. Rev. B 59 5521

    [47]

    Pickett W E, Moodera J S 2001 Physics Today 54 39

  • [1] 王新强, 鲁丽娅, 刘高斌, 段壮芬, 聂招秀, 程志梅, 王风. 三元化合物ZnCrS2电子结构和半金属铁磁性的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(9): 096301. doi: 10.7498/aps.60.096301
    [2] 江学范, 全宏瑞, 罗礼进, 仲崇贵, 谭志中, 蒋青. Heusler合金Mn2NiGe磁性形状记忆效应的第一性原理预测. 物理学报, 2010, 59(11): 8037-8041. doi: 10.7498/aps.59.8037
    [3] 曹娟, 崔磊, 潘靖. V,Cr,Mn掺杂MoS2磁性的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(18): 187102. doi: 10.7498/aps.62.187102
    [4] 林俏露, 李公平, 许楠楠, 刘欢, 王苍龙. 金红石TiO2本征缺陷磁性的第一性原理计算. 物理学报, 2017, 66(3): 037101. doi: 10.7498/aps.66.037101
    [5] 姚红英, 顾 晓, 季 敏, 张笛儿, 龚新高. SiO2-羟基表面上金属原子的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(11): 6042-6046. doi: 10.7498/aps.55.6042
    [6] 潘凤春, 徐佳楠, 杨花, 林雪玲, 陈焕铭. 非掺杂锐钛矿相TiO2铁磁性的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(5): 056101. doi: 10.7498/aps.66.056101
    [7] 赵宗彦, 柳清菊, 张 瑾, 朱忠其. 3d过渡金属掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6592-6599. doi: 10.7498/aps.56.6592
    [8] 林玲, 朱家杰, 方弘. 金属离子掺杂的Lu2Si2O7的第一性原理研究 . 物理学报, 2013, 62(14): 147101. doi: 10.7498/aps.62.147101
    [9] 江学范, 罗礼进, 仲崇贵, 方靖淮, 蒋青. Heusler合金Ni2MnSi的电子结构、磁性、压力响应及四方变形的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(1): 521-526. doi: 10.7498/aps.59.521
    [10] 李聪, 郑友进, 付斯年, 姜宏伟, 王丹. 稀土(La/Ce/Pr/Nd)掺杂锐钛矿相TiO2磁性及光催化活性的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(3): 037102. doi: 10.7498/aps.65.037102
    [11] 许红斌, 王渊旭. 过渡金属Tc及其氮化物TcN,TcN2,TcN3与TcN4低压缩性的第一性原理计算研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5645-5652. doi: 10.7498/aps.58.5645
    [12] 姚仲瑜, 孙丽, 潘孟美, 孙书娟, 刘汉军. 第一性原理研究half-Heusler合金VLiBi和CrLiBi的半金属铁磁性. 物理学报, 2018, 67(21): 217501. doi: 10.7498/aps.67.20181129
    [13] 林竹, 郭志友, 毕艳军, 董玉成. Cu掺杂的AlN铁磁性和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1917-1923. doi: 10.7498/aps.58.1917
    [14] 肖振林, 史力斌. 利用第一性原理研究Ni掺杂ZnO铁磁性起源. 物理学报, 2011, 60(2): 027502. doi: 10.7498/aps.60.027502
    [15] 姚仲瑜, 孙丽, 潘孟美, 孙书娟. 第一性原理研究semi-Heusler合金CoCrTe和CoCrSb的半金属性和磁性. 物理学报, 2016, 65(12): 127501. doi: 10.7498/aps.65.127501
    [16] 胡玉平, 平凯斌, 闫志杰, 杨雯, 宫长伟. Finemet合金析出相-Fe(Si)结构与磁性的第一性原理计算. 物理学报, 2011, 60(10): 107504. doi: 10.7498/aps.60.107504
    [17] 丁俊, 文黎巍, 王玉梅, 裴慧霞. Sb系half-Heusler合金磁性及电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047110. doi: 10.7498/aps.60.047110
    [18] 黄有林, 侯育花, 赵宇军, 刘仲武, 曾德长, 马胜灿. 应变对钴铁氧体电子结构和磁性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(16): 167502. doi: 10.7498/aps.62.167502
    [19] 侯清玉, 李勇, 赵春旺. Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(6): 067202. doi: 10.7498/aps.66.067202
    [20] 胡洁琼, 谢明, 张吉明, 刘满门, 杨有才, 陈永泰. Au-Sn金属间化合物的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(24): 247102. doi: 10.7498/aps.62.247102
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3727
  • PDF下载量:  790
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-06-05
  • 修回日期:  2010-07-01
  • 刊出日期:  2011-02-05

三元化合物ZnVSe2半金属铁磁性的第一性原理计算

  • 1. (1)重庆大学物理学院,重庆 400044; (2)重庆师范大学初等教育学院,重庆 400700
    基金项目: 

    重庆市自然科学基金(批准号:CSTC-2007BB4137)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一性原理平面波赝势(PWP)方法,结合广义梯度近似(GGA),对三元化合物ZnVSe2晶体的电子结构进行了计算,分析了ZnVSe2晶体自旋极化的能带结构、电子态密度、电荷布居、磁矩等.计算结果表明,三元化合物ZnVSe2会产生自旋极化状态,能带结构和态密度显示为半金属特征,表现出显著的铁磁性行为,具有高达近100%的传导电子自旋极化率,其半金属能隙为0.443eV,理论预测其可能是一种具有一定应用潜能

English Abstract

参考文献 (47)

目录

    /

    返回文章
    返回