正交結(jié)構(gòu)CrGa2Sb2和MnGa2Sb2的電子結(jié)構(gòu)與磁特性的第一性原理研究.pdf

1、近幾年來(lái)，人們?cè)絹?lái)越重視半導(dǎo)體自旋電子學(xué)（spintronics）的研究，而且研究結(jié)果表明稀磁半導(dǎo)體（DMS）在該領(lǐng)域是很好的器件應(yīng)用材料，它能夠很好地處理和存儲(chǔ)信息，因?yàn)槠浼壤昧穗娮与姾傻淖杂啥扔掷昧俗孕淖杂啥?。但是DMS的磁性離子固溶度很小，導(dǎo)致很多DMS的鐵磁轉(zhuǎn)變溫度很低，居里溫度達(dá)不到室溫。后來(lái)研究發(fā)現(xiàn)金屬間化合物有著較高的自旋極化率，而且其居里溫度高于室溫，像實(shí)驗(yàn)上合成的CrGa2Sb2和MnGa2Sb2的磁性離子（Cr

2、/Mn）的固溶度就很高，它們的居里溫度均高于室溫。而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 MnGa2Sb2具有金屬特性，CrGa2Sb2具有半導(dǎo)體特性。后來(lái) MnGa2Sb2的理論計(jì)算結(jié)果基本與實(shí)驗(yàn)一致，但是CrGa2Sb2的理論計(jì)算結(jié)果卻表明CrGa2Sb2具有金屬特性，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致。所以在這篇文章中我們對(duì)具有過(guò)渡金屬直線鏈的金屬間化合物CrGa2Sb2和MnGa2Sb2的電子結(jié)構(gòu)和磁特性進(jìn)行了全面地研究，所有計(jì)算都是基于密度泛函理論（DFT）的全勢(shì)線

3、性綴加平面波+局域軌道（FPLAPW+lo）方法進(jìn)行的。
　　在本文中采用了四種不同交換關(guān)聯(lián)勢(shì)：局域密度近似（Local Density Approxim- ation，LDA）、廣義梯度近似（Generalized Gradient Approximation，GGA）、GGA+U（U是Hubbard參數(shù)）和Tran-Blaha修改的Becke-Johnson泛函(mBJ)對(duì)CrGa2Sb2和MnGa2Sb2的電子結(jié)構(gòu)與磁特性進(jìn)

4、行了計(jì)算。雖然mBJ方法計(jì)算所得的CrGa2Sb2和MnGa2Sb2的態(tài)密度值在費(fèi)米面附近比LDA和GGA方法計(jì)算結(jié)果小一些，但是四種交換關(guān)聯(lián)勢(shì)計(jì)算的電子結(jié)構(gòu)表明，CrGa2Sb2在費(fèi)米面附近仍然存在一個(gè)較小態(tài)密度值的贋帶隙（負(fù)帶隙），而MnGa2Sb2在費(fèi)米面附近卻有很高的態(tài)密度值，說(shuō)明其具有很強(qiáng)的金屬導(dǎo)電性。在GGA+U的方法中我們發(fā)現(xiàn)使用較小的Hubbard參數(shù)U計(jì)算所得的在費(fèi)米面附近的態(tài)密度值比使用較大的 Hubbard參數(shù) U