为了探究半赫斯勒合金CrMnZ的材料与电子性质,预测其用途,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用Materials studio 6.0中的CASTEP模块建模,计算了半赫斯勒合金CrMnZ(Z=P,As,Sb)的结构、磁性与半金属性能。通过几何优化得出,CrMnP,C...为了探究半赫斯勒合金CrMnZ的材料与电子性质,预测其用途,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用Materials studio 6.0中的CASTEP模块建模,计算了半赫斯勒合金CrMnZ(Z=P,As,Sb)的结构、磁性与半金属性能。通过几何优化得出,CrMnP,CrMnAs和CrMnSb的平衡晶格常数分别为5.53,5.80和6.18Å,平衡状态下能量分别为-13206.9830,-13175.5096和-13089.8696 eV。通过磁矩计算结果和能带图的分析,计算的总磁矩接近于零,并在费米能级附近存在带隙,据此认为CrMnP和CrMnAs合金为半金属反铁磁性材料。Cr原子和Mn原子的磁矩呈反平行排列。通过对态密度图的分析可以得出,半赫斯勒合金CrMnZ的带隙主要来自于Cr-3d和Mn-3d电子的能级劈裂。CrMnP,CrMnAs和CrMnSb分别在5.32~5.67Å,5.37~5.74Å和5.53~5.93Å保持半金属性质。展开更多
XC是ⅡA族元素(碱土金属)与C原子形成的化合物,此类化合物是本身不含有过渡金属元素、不含磁性原子却能产生铁磁性的化合物,因此引起了人们的广泛关注。为探究XC化合物材料的性能,预测其用途,采用基于密度泛函理论的第一性原理对XC进行...XC是ⅡA族元素(碱土金属)与C原子形成的化合物,此类化合物是本身不含有过渡金属元素、不含磁性原子却能产生铁磁性的化合物,因此引起了人们的广泛关注。为探究XC化合物材料的性能,预测其用途,采用基于密度泛函理论的第一性原理对XC进行模拟计算。使用Materials Studio 6.0对XC化合物进行建模优化,确定XC在rocksalt(RS)、zinc-blende(ZB)、CsCl结构时自旋都向上,且当MgC、CaC、SrC、BaC处于RS结构时的磁性主要来源于C原子的能级劈裂。计算获得平衡态的晶格常数分别为4.665、5.284、5.668、6.000,并基于此计算材料的磁学性质与力学性质。研究发现,MgC材料的能带结构和态密度具有金属性特征,CaC材料的能带结构和态密度具有近半金属的特征,而SrC、BaC材料具有半金属性的特征。通过对XC化合物的力学性能计算,发现CaC与BaC是2种具有良好的延展性的材料。展开更多
近年来,自旋电子学的发展与应用已经使科研工作者在计算机存储等领域的研究取得极大进展。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,运用美国Materials Studio 6.0 CASTEP软件计算金属化合物Mn4N的性质。首先,从量子力学的角度考虑电子的...近年来,自旋电子学的发展与应用已经使科研工作者在计算机存储等领域的研究取得极大进展。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,运用美国Materials Studio 6.0 CASTEP软件计算金属化合物Mn4N的性质。首先,从量子力学的角度考虑电子的电荷特性和自旋特性,建立Mn4N的结构模型,计算最优化晶格常数、能带结构和态密度,确定其体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比,计算得到最优化晶格常数为3.838。其次,在几何优化的基础上,计算Mn4N的磁性性质,总磁矩为-0.82μB,说明其为良好的亚铁磁性金属材料,磁性主要来源于Mn1原子和Mn2原子d电子的自旋及其在费米能级附近劈裂和相互杂化。展开更多
文摘为了探究半赫斯勒合金CrMnZ的材料与电子性质,预测其用途,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用Materials studio 6.0中的CASTEP模块建模,计算了半赫斯勒合金CrMnZ(Z=P,As,Sb)的结构、磁性与半金属性能。通过几何优化得出,CrMnP,CrMnAs和CrMnSb的平衡晶格常数分别为5.53,5.80和6.18Å,平衡状态下能量分别为-13206.9830,-13175.5096和-13089.8696 eV。通过磁矩计算结果和能带图的分析,计算的总磁矩接近于零,并在费米能级附近存在带隙,据此认为CrMnP和CrMnAs合金为半金属反铁磁性材料。Cr原子和Mn原子的磁矩呈反平行排列。通过对态密度图的分析可以得出,半赫斯勒合金CrMnZ的带隙主要来自于Cr-3d和Mn-3d电子的能级劈裂。CrMnP,CrMnAs和CrMnSb分别在5.32~5.67Å,5.37~5.74Å和5.53~5.93Å保持半金属性质。
文摘XC是ⅡA族元素(碱土金属)与C原子形成的化合物,此类化合物是本身不含有过渡金属元素、不含磁性原子却能产生铁磁性的化合物,因此引起了人们的广泛关注。为探究XC化合物材料的性能,预测其用途,采用基于密度泛函理论的第一性原理对XC进行模拟计算。使用Materials Studio 6.0对XC化合物进行建模优化,确定XC在rocksalt(RS)、zinc-blende(ZB)、CsCl结构时自旋都向上,且当MgC、CaC、SrC、BaC处于RS结构时的磁性主要来源于C原子的能级劈裂。计算获得平衡态的晶格常数分别为4.665、5.284、5.668、6.000,并基于此计算材料的磁学性质与力学性质。研究发现,MgC材料的能带结构和态密度具有金属性特征,CaC材料的能带结构和态密度具有近半金属的特征,而SrC、BaC材料具有半金属性的特征。通过对XC化合物的力学性能计算,发现CaC与BaC是2种具有良好的延展性的材料。
文摘近年来,自旋电子学的发展与应用已经使科研工作者在计算机存储等领域的研究取得极大进展。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,运用美国Materials Studio 6.0 CASTEP软件计算金属化合物Mn4N的性质。首先,从量子力学的角度考虑电子的电荷特性和自旋特性,建立Mn4N的结构模型,计算最优化晶格常数、能带结构和态密度,确定其体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比,计算得到最优化晶格常数为3.838。其次,在几何优化的基础上,计算Mn4N的磁性性质,总磁矩为-0.82μB,说明其为良好的亚铁磁性金属材料,磁性主要来源于Mn1原子和Mn2原子d电子的自旋及其在费米能级附近劈裂和相互杂化。