دانشگاه پیام نور فصلنامه علمی اپتوالکترونیک 2783-1752 8 2 2025 12 22 Studying the Structural and Electronic Properties of a Half-Heusler NaTiAs Alloy: Transition to Half Metallicity مطالعه خواص ساختاری و الکترونیکی آلیاژ نیمه هویسلر NaTiAs: گذار به حالت نیمه‌فلزی 9 18 11631 10.30473/jphys.2025.73615.1234 FA یعقوب نعیمی هیات علمی دانشگاه صنعتی شیراز Journal Article 2025 01 28 A B S T R A C T<br /><br />We present a comparative study based on Density Functional Theory (DFT), of the effect that different approximations such as exchange-correlation (XC) functional, effect of Hubbard U, TB-mBJ correction and optimized lattice constant strain have on the structural and electronic properties of NaTiAs compound. At first, by using DFT based full-potential WIEN2k package we compare the total energy vs volume of ferromagnetic, antiferromagnetic and non-magnetic half-Heusler structures to obtain the more stable configuration phase and magnetic state. Calculations show that our compound is more stable in the half-Heusler beta-phase and the ferromagnetic state. Then, we investigate the structural and electronic properties of NaTiAs-beta by using LDA, PBEsol, WC and PBE XC functionals. Our results show that different XC functionals cannot lead to half metallicity. But when we use the GGA+U and TB-mBJ schemes with PBE parameterization, results indicate that the Fermi level cuts through the partially occupied band in majority spin channel while it is located in the gap between valence and conduction bands in the minority spin direction thus it demonstrates the half-metallic behavior of this compound, and the amount of a total magnetic moment is equal to . Furthermore, by applying at least optimized lattice constant strain, NaTiAs-beta becomes half metal. Examination of the elastic constants shows that the compound is stable. These types of compounds are candidates for making spintronic devices. ما یک بررسی مقایسه‌ای بر اساس نظریه تابع چگالی (DFT) را ارائه می‌دهیم که اثر تقریب‌های مختلفی نظیر تابع تبادل-همبستگی، پتانسیل هابارد U، تصحیح TB-mBJ و کرنش ثابت شبکه بهینه‌شده بر روی خواص ساختاری و الکترونیکی ترکیب NaTiAs را بررسی می‌کند. در ابتدا، با استفاده از بستة‌ WIEN2k مبتنی برDFT انرژی کل در برابر حجم سلول واحد را برای ساختارهای نیمه‌هویسلر فرومغناطیسی، آنتی‌فرومغناطیسی و غیرمغناطیسی مقایسه می‌کنیم تا فاز پیکربندی و حالت مغناطیسی پایدارتر را بدست آوریم. محاسبات نشان می‌دهند که ترکیب نیمه‌هویسلر ما در فاز و حالت فرومغناطیسی پایدارتر است. سپس، ما خواص ساختاری و الکترونیکی را با استفاده از تابع‌های تبادل-همبستگیLDA ، PBEsol، WC و PBE بررسی می‌‌کنیم. پس از رسم ساختار نواری برای حالت های اسپینی بالا و پایین نتایج ما نشان می‌دهند که هیچ یک از تابع‌های تبادل-همبستگی نمی‌توانند به نیمه‌فلزی‌ بودن ترکیب منجر شوند. اما وقتی از دیدگاه و با پارامترسازی PBE استفاده می‌کنیم، نتایج نشان می‌دهند که در یکی از کانالهای اسپینی ساختار نواری سطح فرمی را قطع می کند و خاصیت فلزی از خود نشان می دهد اما در کانال اسپینی دیگر، ساختار نواری داری یک گاف انرژی می‌باشد و شبیه به یک نیمرسانا رفتار می‌کند، این رفتار نیمه‌فلزی ترکیب را نشان می‌دهد و مقدار گشتاور مغناطیسی کل برابر با می‌باشد. علاوه‌بر‌این، با اعمال حداقل 2 درصد کرنش به ثابت شبکه بهینه‌شده، به نیمه‌فلز تبدیل می‌شود. بررسی ضرایب الاستیک نشان می دهد که ترکیب یک ترکیب پایدار می باشد. این نوع ترکیبات کاندیدایی جهت ساخت وسایل اسپینترونیک می‌باشند. https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_11631_bf90a32980f21f1a4c0247d5a2d0f1cd.pdf