First principles investigation of electronic and magnetic properties of half-metallic Heusler alloys

Abstract

Bu çalışmada, kübik L21 geometrisine sahip iki yeni yarı-metalik tam-Heusler bileşikleri olan Co2CrAs ve Co2CrSb için elektronik, menyetik ve yapısal özellikler verilmiştir. Hesaplamalar, düzlem dalga sözde-potansiyel metodu ve değiş tokuş korelasyon fonksiyonelleri için spin-polarize genelleştirilmiş gradyan yaklaşımı ışığında yoğunluk fonksiyoneli teorisine dayanmaktadır. Sistemlerin elektronik bant yapıları ve durum yoğunlukları, Fermi düzeyinde aşağı spin elektronik durum yoğunlukarının sıfırlanması ile tam bir spin polarizasyonu oluşturarak yarı-metalik karakter göstermektedir. Her iki sistemin L21 yapısında hesaplanan manyetik momentleri 5.00?B değerindedir ve büyük ölçüde krom atomu kaynaklıdır. Aşağı spin durumlarında enerji boşlukları, iki farklı alt örgüdeki kobalt atomlarının 3d durumları tarafından sınırlandırılmıştır. Sistemlerin oluşma entalpileri negatif değere sahiptir ve kendini oluşturan elementlerin katı bileşikerine bozulmaya karşı kararlılığını gösterir.

In this study, we present the electronic, magnetic, and structural properties of two novel half-metallic full-Heusler compounds, Co2CrAs and Co2CrSb, in cubic L21 geometry. The calculations are based on the density functional theory within plane-wave pseudopotential method and spin-polarized generalized gradient approximation of the exchange-correlation functional. The electronic band structures and density of states of the systems indicate half-metallic behavior with vanishing electronic density of states of minority spins at Fermi level, which yields perfect spin polarization. The calculated magnetic moments of both systems in L21 structure are 5.00?B, which are largely localized on the chromium site. The energy gaps in minority spin states are restricted by the 3d-states of cobalt atoms on two different sublattices. The formation enthalpies for both structures are negative indicating stability of these systems againstdecomposition into stable solid compounds.