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晶格各向同性应变对闪锌矿结构CrS和CrSe的半金属性和磁性的影响

姚仲瑜 傅军 龚少华 张月胜 姚凯伦

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晶格各向同性应变对闪锌矿结构CrS和CrSe的半金属性和磁性的影响

姚仲瑜, 傅军, 龚少华, 张月胜, 姚凯伦

Influence of lattice uniform strain on half-metallicity and magnetism of zinc-blende CrS and CrSe

Yao Zhong-Yu, Fu Jun, Gong Shao-Hua, Zhang Yue-Sheng, Yao Kai-Lun
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  • 采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法,对闪锌矿结构CrS和CrSe的电子结构进行自旋极化计算.闪锌矿相CrS和CrSe处于平衡晶格常数时为半金属性,它们的分子自旋磁矩都为4.00B. 使晶体相对于平衡晶格在10%的范围内发生各向同性应变,并计算闪锌矿相CrS和CrSe的电子结构.计算结果表明,闪锌矿相CrS和CrSe相对于平衡晶格的各向同性应变分别为-1%10%和-4%10%时仍然保持半金属铁磁性,并且分子总磁矩都稳定于4.00B.
    Using the full-potential linearized augmented plane wave method based on the density functional theory, spin-polarized calculations of electronic structure for the zinc-blende CrS and CrSe are performed. Zinc-blende CrS and CrSe at their respective equilibrium lattice constants are half-metallic with the same total magnetic moment of 4.00B. The electronic structures of zinc-blende CrS and CrSe are calculated under uniform strains from -10% to +10% relative to the equilibrium lattice constant. The calculated results indicate that zinc-blende CrS and CrSe can maintain half-metallic ferromagnetism and keep the same total magnetic moment of 4.00B from -1% to 10% and from -4% to 10% uniform strain, respectively.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10574047,10754048)和海南省自然科学基金(批准号:110006)资助的课题.
    [1]

    de Groot R A, Mueller F M, van Engen P G, Buschow K H J 1983 Phys. Rev. Lett. 50 2024

    [2]

    Yanase A, Siratori K 1984 J. Phys. Soc. Jpn. 53 312

    [3]
    [4]
    [5]

    Zhang M, Dai X, Hu H, Liu G, Cui Y, Liu Z, Chen J, Wang J, Wu G 2003 J. Phys.: Condens. Matter 15 7891

    [6]

    Galanakis I 2004 J. Phys.: Condens. Matter 16 3089

    [7]
    [8]
    [9]

    Schwarz K 1986 J. Phys. F 16 L211

    [10]

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

    [11]
    [12]

    Ozdogan K, Galanakis I, Sasıoglu E, Aktas B 2006 J. Phys.: Condens. Matter 18 2905

    [13]
    [14]

    Galanakis I, Dederichs P H, Papanikolaou N 2002 Phys. Rev. B 66 134428

    [15]
    [16]
    [17]

    Kobayashi K I, Kimura T, Sawada H, Terakura K, Tokura Y 1998 Nature 395 677

    [18]
    [19]

    Yao K L, Gao G Y, Liu Z L, Zhu L 2005 Solid State Commun. 133 301

    [20]

    Yao Z, Gong S, Fu J, Zhang Y S, Yao K L 2010 Solid State Commun. 150 2239

    [21]
    [22]
    [23]

    Watts S M, Wirth S, von Molnar S, Barry A, Coey J M D 2000 Phys. Rev. B 61 9621

    [24]
    [25]

    Soeya S, Hayakawa J, Takahashi H, Ito K, Yamamoto C, Kida A, Asano H, Matsui M 2002 Appl. Phys. Lett. 80 823

    [26]
    [27]

    Kato H, Okuda T, Okimoto Y, Tomioka Y, Takenoya Y, Ohkubo A, Kawasaki M, Tokuraa Y 2002 Appl. Phys. Lett. 81 328

    [28]

    Soulen R J Jr, Byers J M, Osofsky M S, Nadgorny B, Ambrose T, Cheng S F, Broussard P R, Tanaka C T, Nowak J, Moodera J S, Barry A, Coey J M D 1998 Science 282 85

    [29]
    [30]

    Yu D B, Feng J F, Du Y S, Han X F, Yan H, Ying Q M, Zhang G C 2005 Acta Phys. Sin. 54 4903 (in Chinese) [于敦 波、丰家峰、杜永胜、韩秀峰、严 辉、应启明、张国成 2005 物理学报 54 4903]

    [31]
    [32]
    [33]

    Zhao J J, Qi X, Liu E K, Zhu W, Qian J F, Li G J, Wang W H, Wu G H 2011 Acta Phys. Sin. 60 047108 (in Chinese) [赵晶晶、祁 欣、刘恩克、朱 伟、钱金凤、李贵江、王文洪、吴光恒 2011 物理学报 60 047108]

    [34]
    [35]

    Sakuraba Y, Hattori M, Oogane M, Ando Y, Kato H, Sakuma A, Miyazaki T, Kubota H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 192508

    [36]
    [37]

    Akinga H, Manago T, Shirai M 2000 Jpn. J. Appl. Phys. 39 L1118

    [38]

    Zhao J H, Matsukura F, Takamura K, Abe E, Chiba D, Ohno H 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2776

    [39]
    [40]

    Liu B G 2003 Phys. Rev. B 67 172411

    [41]
    [42]
    [43]

    Wolf S A, Awsclom D D, Buhrman R A, Daughton J M, von Molnar S, Roukes M L, Chtchelkanova A Y, Treger D M 2001 Science 294 1488

    [44]
    [45]

    Zntic I, Fabian J, Sarma S D 2004 Rev. Mod. Phys. 76 323

    [46]

    Naber W J M, Faez S, Gvan der Wie W 2007 J. Phys. D 40 R205

    [47]
    [48]

    Deng J J, Zhao J H, Bi J F, Niu Z C, Yang F H, Wu X G, Zheng H Z 2006 J. Appl. Phys. 99 093902

    [49]
    [50]
    [51]

    Mavropoulos P, Galanakis I 2007 J. Phys.: Condens. Matter 19 315221

    [52]
    [53]

    Blaha P, Schwarz K, Soarntin P, Trickey S B 1990 Comput. Phys. Commun. 59 399

    [54]

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

    [55]
    [56]

    Galanakis I, Mavropoulos P 2003 Phys. Rev. B 67 104417

    [57]
    [58]

    Sasıoglu E, Galanakis I, Sandratskii L M, Bruno P 2005 J. Phys.: Condens. Matter 17 3915

    [59]
  • [1]

    de Groot R A, Mueller F M, van Engen P G, Buschow K H J 1983 Phys. Rev. Lett. 50 2024

    [2]

    Yanase A, Siratori K 1984 J. Phys. Soc. Jpn. 53 312

    [3]
    [4]
    [5]

    Zhang M, Dai X, Hu H, Liu G, Cui Y, Liu Z, Chen J, Wang J, Wu G 2003 J. Phys.: Condens. Matter 15 7891

    [6]

    Galanakis I 2004 J. Phys.: Condens. Matter 16 3089

    [7]
    [8]
    [9]

    Schwarz K 1986 J. Phys. F 16 L211

    [10]

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

    [11]
    [12]

    Ozdogan K, Galanakis I, Sasıoglu E, Aktas B 2006 J. Phys.: Condens. Matter 18 2905

    [13]
    [14]

    Galanakis I, Dederichs P H, Papanikolaou N 2002 Phys. Rev. B 66 134428

    [15]
    [16]
    [17]

    Kobayashi K I, Kimura T, Sawada H, Terakura K, Tokura Y 1998 Nature 395 677

    [18]
    [19]

    Yao K L, Gao G Y, Liu Z L, Zhu L 2005 Solid State Commun. 133 301

    [20]

    Yao Z, Gong S, Fu J, Zhang Y S, Yao K L 2010 Solid State Commun. 150 2239

    [21]
    [22]
    [23]

    Watts S M, Wirth S, von Molnar S, Barry A, Coey J M D 2000 Phys. Rev. B 61 9621

    [24]
    [25]

    Soeya S, Hayakawa J, Takahashi H, Ito K, Yamamoto C, Kida A, Asano H, Matsui M 2002 Appl. Phys. Lett. 80 823

    [26]
    [27]

    Kato H, Okuda T, Okimoto Y, Tomioka Y, Takenoya Y, Ohkubo A, Kawasaki M, Tokuraa Y 2002 Appl. Phys. Lett. 81 328

    [28]

    Soulen R J Jr, Byers J M, Osofsky M S, Nadgorny B, Ambrose T, Cheng S F, Broussard P R, Tanaka C T, Nowak J, Moodera J S, Barry A, Coey J M D 1998 Science 282 85

    [29]
    [30]

    Yu D B, Feng J F, Du Y S, Han X F, Yan H, Ying Q M, Zhang G C 2005 Acta Phys. Sin. 54 4903 (in Chinese) [于敦 波、丰家峰、杜永胜、韩秀峰、严 辉、应启明、张国成 2005 物理学报 54 4903]

    [31]
    [32]
    [33]

    Zhao J J, Qi X, Liu E K, Zhu W, Qian J F, Li G J, Wang W H, Wu G H 2011 Acta Phys. Sin. 60 047108 (in Chinese) [赵晶晶、祁 欣、刘恩克、朱 伟、钱金凤、李贵江、王文洪、吴光恒 2011 物理学报 60 047108]

    [34]
    [35]

    Sakuraba Y, Hattori M, Oogane M, Ando Y, Kato H, Sakuma A, Miyazaki T, Kubota H 2006 Appl. Phys. Lett. 88 192508

    [36]
    [37]

    Akinga H, Manago T, Shirai M 2000 Jpn. J. Appl. Phys. 39 L1118

    [38]

    Zhao J H, Matsukura F, Takamura K, Abe E, Chiba D, Ohno H 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2776

    [39]
    [40]

    Liu B G 2003 Phys. Rev. B 67 172411

    [41]
    [42]
    [43]

    Wolf S A, Awsclom D D, Buhrman R A, Daughton J M, von Molnar S, Roukes M L, Chtchelkanova A Y, Treger D M 2001 Science 294 1488

    [44]
    [45]

    Zntic I, Fabian J, Sarma S D 2004 Rev. Mod. Phys. 76 323

    [46]

    Naber W J M, Faez S, Gvan der Wie W 2007 J. Phys. D 40 R205

    [47]
    [48]

    Deng J J, Zhao J H, Bi J F, Niu Z C, Yang F H, Wu X G, Zheng H Z 2006 J. Appl. Phys. 99 093902

    [49]
    [50]
    [51]

    Mavropoulos P, Galanakis I 2007 J. Phys.: Condens. Matter 19 315221

    [52]
    [53]

    Blaha P, Schwarz K, Soarntin P, Trickey S B 1990 Comput. Phys. Commun. 59 399

    [54]

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

    [55]
    [56]

    Galanakis I, Mavropoulos P 2003 Phys. Rev. B 67 104417

    [57]
    [58]

    Sasıoglu E, Galanakis I, Sandratskii L M, Bruno P 2005 J. Phys.: Condens. Matter 17 3915

    [59]
  • [1] 王少霞, 赵旭才, 潘多桥, 庞国旺, 刘晨曦, 史蕾倩, 刘桂安, 雷博程, 黄以能, 张丽丽. 过渡金属(Cr, Mn, Fe, Co)掺杂对TiO2磁性影响的第一性原理研究. 物理学报, 2020, 69(19): 197101. doi: 10.7498/aps.69.20200644
    [2] 杨艳敏, 李佳, 马洪然, 杨广, 毛秀娟, 李聪聪. Co2-基Heusler合金Co2FeAl1–xSix(x = 0.25, x = 0.5, x = 0.75)的结构、电子结构及热电特性的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(4): 046101. doi: 10.7498/aps.68.20181641
    [3] 王鑫, 李桦, 董正超, 仲崇贵. 二维应变作用下超导薄膜LiFeAs的磁性和电子性质. 物理学报, 2019, 68(2): 027401. doi: 10.7498/aps.68.20180957
    [4] 卢奕宏, 柯聪明, 付明明, 吴志明, 康俊勇, 张纯淼, 吴雅苹. 单层GaSe表面Fe原子吸附体系电子自旋性质调控. 物理学报, 2017, 66(16): 166301. doi: 10.7498/aps.66.166301
    [5] 齐伟华, 马丽, 李壮志, 唐贵德, 吴光恒. 金属价电子结构对磁性和电输运性质的影响. 物理学报, 2017, 66(2): 027101. doi: 10.7498/aps.66.027101
    [6] 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
    [7] 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
    [8] 魏哲, 袁健美, 李顺辉, 廖建, 毛宇亮. 含空位二维六角氮化硼电子和磁性质的密度泛函研究. 物理学报, 2013, 62(20): 203101. doi: 10.7498/aps.62.203101
    [9] 程志梅, 王新强, 王风, 鲁丽娅, 刘高斌, 段壮芬, 聂招秀. 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
    [10] 张富春, 张威虎, 董军堂, 张志勇. Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性. 物理学报, 2011, 60(12): 127503. doi: 10.7498/aps.60.127503
    [11] 罗礼进, 仲崇贵, 方靖淮, 赵永林, 周朋霞, 江学范. Heusler合金Mn2 NiAl的电子结构和磁性对四方畸变的响应及其压力响应. 物理学报, 2011, 60(12): 127502. doi: 10.7498/aps.60.127502
    [12] 文黎巍, 王玉梅, 裴慧霞, 丁俊. 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
    [13] 赵晶晶, 祁欣, 刘恩克, 朱伟, 钱金凤, 李贵江, 王文洪, 吴光恒. Co50Fe25-xMnxSi25系列合金的结构、磁性和半金属性研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047108. doi: 10.7498/aps.60.047108
    [14] 潘洪哲, 徐明, 陈丽, 孙媛媛, 王永龙. 单层正三角锯齿型石墨烯量子点的电子结构和磁性. 物理学报, 2010, 59(9): 6443-6449. doi: 10.7498/aps.59.6443
    [15] 张瑜, 刘拥军, 刘先锋, 江学范. 双钙钛矿SrKFeWO6的电子结构与磁性. 物理学报, 2010, 59(5): 3432-3437. doi: 10.7498/aps.59.3432
    [16] 顾娟, 王山鹰, 苟秉聪. Au和3d过渡金属元素混合团簇结构、电子结构和磁性的研究. 物理学报, 2009, 58(5): 3338-3351. doi: 10.7498/aps.58.3338
    [17] 张加宏, 马 荣, 刘 甦, 刘 楣. 掺杂MgCNi3超导电性和磁性的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(9): 4816-4821. doi: 10.7498/aps.55.4816
    [18] 施一生. Fe1-xPdx合金电子结构和磁性的理论研究. 物理学报, 2003, 52(4): 993-998. doi: 10.7498/aps.52.993
    [19] 祝传刚, 徐彭寿, 陆尔东, 徐法强, 潘海斌. CH3CSNH2钝化对铁磁金属与GaAs界面扩散的影响. 物理学报, 2001, 50(11): 2212-2216. doi: 10.7498/aps.50.2212
    [20] 谭明秋, 陶向明, 何军辉. SrRuO3的电子结构与磁性研究. 物理学报, 2001, 50(11): 2203-2207. doi: 10.7498/aps.50.2203
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-02-25
  • 修回日期:  2011-08-31
  • 刊出日期:  2011-06-05

晶格各向同性应变对闪锌矿结构CrS和CrSe的半金属性和磁性的影响

  • 1. 海南师范大学物理与电子工程学院,海口 571158;
  • 2. 华中科技大学物理学院,武汉 430047
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10574047,10754048)和海南省自然科学基金(批准号:110006)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波方法,对闪锌矿结构CrS和CrSe的电子结构进行自旋极化计算.闪锌矿相CrS和CrSe处于平衡晶格常数时为半金属性,它们的分子自旋磁矩都为4.00B. 使晶体相对于平衡晶格在10%的范围内发生各向同性应变,并计算闪锌矿相CrS和CrSe的电子结构.计算结果表明,闪锌矿相CrS和CrSe相对于平衡晶格的各向同性应变分别为-1%10%和-4%10%时仍然保持半金属铁磁性,并且分子总磁矩都稳定于4.00B.

English Abstract

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