نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشگاه فنی حرفه ای خرم آباد

2 گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، ایران

چکیده

خواص الکترونی، مغناطیسی و اپتیکی ترکیب تمام‌هویسلر Ti2ScGe با استفاده از نظریه تابعی چگالی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. اولین چیزی که باید مورد بررسی قرار بگیرد ساختار پایدار برای ترکیب تمام‌هویسلر است که بعد از بررسی‌های به عمل آمده، ساختاری با عنوان نوع a در حالت فرومغناطیس در نظر گرفته شد. این ترکیب برای اولین بار در این مقاله مورد مطالعه قرار گرفته است و در شرایط مورد بررسی، به عنوان یک نیم‌فلز فرومغناطیس با گاف نیم‌فلزی به اندازه 4/0 الکترون‌ولت شناخته شد. این ترکیب چند فاکتور مورد قبول برای کاربردی بودن در ساخت ابزار اسپینترونیک دارد. از جمله آنها، خاصیت نیم‌فلزی، دمای کوری بالا در حدود 1086 کلوین، پایدار بودن آن در حالت فرومغناطیس و پیروی از قانون اسلیتر-پایولینگ است. همچنین بررسی خواص اپتیکی نشان داد که ترکیب تمام-هویسلر Ti2ScGeمی‌تواند به عنوان جاذب امواج نیز مورد مطالعه بیشتر قرار بگیرد.

کلیدواژه‌ها

[1] M. Moradi, N. Taheri, M. Rostami, Structural, electronic, magnetic and vibrational properties of half-Heusler NaZrZ (Z = P, As, Sb) compounds, Physics Letters A 382 (2018) 3004-3011. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2018.07.008
[2] M. Safavi, M. Moradi, M. Rostami, Structural, Electronic and Magnetic Properties of NaKZ (Z = N, P, As, and Sb) Half-Heusler Compounds: a First-Principles study, J. Superconduct. Nov. Magn. 30 (2016) 989-997.  https://doi.org/10.1007/s10948-016-3865-8
[3] A. Lakdja, H. Rozale, A. Chahed, O. Benhelal, Ferromagnetism in the half-Heusler XCsBa compounds from first-principles calculations (X = C, Si, and Ge), J. Alloys. Compd. 564 (2015) 8–12. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.02.026
[4] Gh. Forozani, F. Karami, M. Moradi, Structural, electronic, magnetic and vibrational properties of full-Heusler Ir2CrX (X = Si, Ge) compounds, Acta Physica Polonica A, 137 (2020) 430-435. https://doi.org/10.12693/APhysPolA.137.430
[5] Gh. Forozani, F. Karami, M. Moradi, Structural, Electronic, Magnetic and Optical Properties of Ir2ScZ (Z = Si, Ge and Sn) Full-Heusler Compounds: a First-Principles study, The Journal of Electronic Materials, 49 (2020) 5947-5956. https://doi.org/10.1007/s11664-020-08308-2
[6] Gh. Forozani, F. Karami, M. Moradi, Electronic, Magnetic and Optical Properties of V2ScX (Z = Ga, In) Full-Heusler Compounds, Journal of Research on Many-body Systems, 12 (2022) 67-76.  https://doi.org/10.22055/jrmbs.2022.17349
[7] F. Karami, Investigation of Electronic structure, Magnetic and Optical Properties of Cr2ScSb Full-Heusler Compound, Optoelectronic, 3 (2020) 81-88. https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_7204.html
[8] I. Asfour, H. Rached, S. Benalia, D. Rached, Investigation of electronic structure, magnetic properties and thermal properties of the new half-metallic ferromagnetic full-Heusler alloys Cr2GdSi1-xGex: an ab-initio study, J. Alloys. Compd. 676 (2016) 440– 451. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.03.075
[9] F. Bagverdi, F. Ahmadian, First principles study of half-metallic ferromagnetism of the full-Heusler compounds RbSrX2 (X = C, N, and O), J. Supercond. Nov. Magn. 28 (2015) 2773–2781. https:-//doi.org/10.1007/s10948-015-3094-6
[10] J. Jalilian, Comment on ‘Study of electronic, magnetic, optical and elastic properties of Cu2MnAl a gapless full Heusler compound, J. Alloys. Compd. 626 (2015) 277–279.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.12.039
[11] W. Huang, X. Wang, X. Chen, W. Lu, L. Damewood, C.Y. Fong, Structural and electronic properties of half-Heusler alloys PtXBi (with X=Mn, Fe, Co and Ni) calculated from first principles, J. Mang. Mang. Mat. 377 (2015) 252–258. https: //doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.10.068
[12] S. Li, C. Cheng, K. Meng and C. Chen, Excitation fluence dependence of spin-wave dynamics and intrinsic Gilbert damping in epitaxial Co2FeAl film, Jpn. J. Appl. Phys. 58 (2019) 040903. https:// doi.org/10.7567/13474065/ab07eb
[13] M. Urdampilleta, S. Klyatskaya, J. Cleuziou, et al. Supramolecular spin valves, Nature Mater 10 (2011) 502-506. https://doi.org/10.1038/nmat3050
[14] A. Bsiesy, Spin injection into semiconductors: towards a semiconductor-based spintronic device, C. R. Phys. 6 (2005) 1022-1026. https://doi.org/10.1016/j.crhy.2005.11.003
[15] R.A.P. Ribeiro, A. Camilo, S.R. De Lazaro, Electronic structure and magnetism of new ilmenite compounds for spintronic devices: FeBO3 (B = Ti, Hf, Zr, Si, Ge, Sn), J. Magn. Magn. Mater 394 (2015) 463–469. https://doi.org/10.-1016/j.jmmm.2015.05.096
[16] S. A. Khandy, D. C. Gupta, Electronic structure, magnetism and thermoelectricity in layered perovskites: Sr2SnMnO6 and Sr2SnFeO6, J. Magn. Magn. Mater. 441 (2017) 166-173. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.05.058
[17] S.A. Khandy, I. Islam, D. C. Gupta, A. Laref, Full Heusler alloys (Co2TaSi and Co2TaGe) as potential spintronic materials with tunable band profiles, J. of Solid State Chemistry 270 (2019) 173179.-https://doi.org/10.1016/j.jssc.2018.11.011
[18] P. Giannozzi et al., QUANTUM ESPRESSO: a modular and open-source software project for quantum simulations of materials, J. Phys. Condens. Matter. 21 (2009) 395502. https://doi.org/10. 1088/09538984/21/-39/395502 
[19] J. C. Slater, The Ferromagnetism of Nickel. II. Temperature Effects, Phys. Rev. 49 (1936) 931-937. https://doi.org/10.1103/PhysRev.49.931
[20] K. Sato, et al. Exchange interactions in diluted magnetic semiconductors, J. Phys. Condens. Matter 16 (2004) S5491–S5497. https://doi.org/10.1088/09538984/16/48/003
[21] L. Pauling, The Nature of the Interatomic Forces in Metals, Phys. Rev. 54 (1938) 899904.https://doi.org/10.1103/PhysRev.54.899
[22] A. Delin, O. Eriksson, R. Ahuja, B. Johansson, M.S.S. Brooks, T. Gasche, S. Auluck, and J.M. Wills, Optical properties of the group-IVB refractory metal compounds, Phys. Rev. B 54 (1996) 1673-1681. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.1673