مطالعۀ ابتدا به ساكن ويژگي نيم فلزي تركيب KP در انبوهه و سطح (001) ساختار نمك سنگي

Half-metallic properties of KP compound in a bulk and (001) surface of rock-salt structure: A b-initio study

با توجه به كاربردهاي فراوان نيم­فلزات در ابزارهاي اسپينترونيك از جمله دريچه­هاي اسپيني، خاصيت فرومغناطيس نيم­فلزي در تركيب KP در ساختارهاي نمك سنگي (RS) و سزيم­ كلريد (CsCl) با استفاده از بسته محاسباتي كوانتوم- اسپرسو مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج به ­دست آمده نشان مي ­دهد تركيب KP در ساختارRS نيم­ فلز و در ساختار CsCl، به ­دليل كوچك بودن ثابت شبكه و برآورده نشدن معيار استونر فاقد خاصيت مغناطيسي است. گاف نيم­ فلزي به ­دست آمده براي ساختار RS مقدار قابل توجهي است. هرچند تركيب KP در ساختار CsCl از نظر انرژي پايدارتر از ساختار RS است اما از نظر ديناميكي ساختار RS پايدار و ساختار CsCl ناپايدار است. همين امر سبب شد تا به بررسي خاصيت نيم­ف لزي در سطح (001) ساختار RS بپردازيم. محاسبات مربوط به سطح (001) ساختار RS، بيان­گر حفظ ويژگي نيم­فلزي انبوهه در اين راستا است. بنابراين نانولايه­ هاي تركيب KP در جهت [001] ساختار RS مي­تواند كانديداي مناسبي براي استفاده در قطعات اسپينترونيك نسل آينده باشند.

Given the many applications of half-metals in the spintronics devices, we investigated the half-metallic properties of the KP compound in rock-salt (RS) and cesium chloride (CsCl) structural phases by using density functional theory. The results indicated that the KP compound as the half-metal in the RS structure, in contrast to the CsCl structure, due to the small lattice constant and failure of Stoner criterion, did not have any magnetic properties. Half-metallic gap value obtained was remarkable for the RS structure. Although the KP compound in the CsCl structure was more stable than the RS structure energetically, from a dynamical point of view, the RS structure was stable and the CsCl structure was unstable. Calculations corresponding to the (001) surface of the RS structure also demonstrated the conservation of the bulk half-metallic properties in this crystallographic direction. So, the nano-layers of the KP compound in the RS structure might be an appropriate candidate for application in the near future spintronics devices.