دانلود مقاله ترجمه شده محاسبات Ab initio فرومغناطیس نیمه فلزی در نیمه هادی های MgSe و MgTe دوپه شده با کروم

چکیده

روش تمام پتانسیل امواج-خطی-تقویت شده-صفحه ای به علاوه اوربیتال های-موضعی (FP-LAPW+lo) برای بررسی خاصیت فرومغناطیسی نیمه فلزی در نیمه هادی های MgSe و MgTe مخلوط شده با فلز روی با دوپه منظم کروم، استفاده شده است. محاسبات تبادل و اثرات همبستگی (XC) با استفاده از تقریب کلی شیب (GGA) و اوربیتال مستقل اصلاح شده با پتانسیل همراه با  تقریب چگالی موضعی (mBJLDA) انجام شده است. پایداری ترمودینامیکی ترکیبات و درجه مغناطیسی مورد نظر آنها به ترتیب در عبارات گرمای تشکیل و حداقل تفاوت انرژی کل در درجه فرومغناطیسی (FM) و آنتی فرومغناطیسی (AFM) تجزیه و تحلیل شده است. خواص الکترونی محاسبه شده نشان می­دهد که دوپه کردن کروم، باعث القای خاصیت فرومغناطیسی در MgSe و MgTe می­شود که منجر به ایجاد یک شکاف نیمه فلزی (HM) در سطح فرمی (E_F) می­شود. علاوه براین، ساختار باند الکترونی در عبارات ثابت های مبادله s(p)-d بحث می­شود که سازگار با آزمایشات مغناطیس نوری معمولی است و رفتار چگالی های اسپین بار برای درک طبیعت باند ارائه شده است. نتایج ما نشان می­دهد که پتانسیل موثر بالاتر برای مورد اسپین پایین، مسئول مبادله شکافتگی p-d است. گشتاور مغناطیسی کل (عمدتا ناشی از حالات Cr-d) این ترکیبات 4μ_B است. نکته مهم، خواص الکترونی و شکاف HM به دست آمده با استفاده از mBJLDA بهبود قابل توجهی را در مقایسه با نتایج به دست آمده با استفاده از استاندارد GGA کاربردی نشان می­دهد.

1. مقدمه

دیودهای منتشر کننده نور (LED) و دیودهای لیزری به کار گرفته شده در مناطق طیفی رنگ آبی یا اشعه ماورای بنفش (UV) دستاوردهای مهمی در میدان الکترونی نوری می­باشد. ماهیت یونی بالای ترکیبات II-VI با شکاف بزرگ برای جفت شدن الکتروشیمیایی و نوری از اهمیت حیاتی برخوردار است [1]. جدای از این، تلاش روز افزونی برای دستکاری همزمان بار و همچنین درجات چرخش آزادی الکترونها در ترکیبات نیمه هادی برای عملکرد تغییر اسپین الکترون انجام شده است. در این راستا، معرفی یون های مغناطیسی به مواد میزبان نیمه هادی غیر مغناطیسی یک راه حل عالی برای تزریق موثر اسپین می­باشد. دوپینگ موفق مقدار قابل توجهی از اتم منگنز به InAs و GaAs ثابت کرده است که می­تواند یک موفقیت تاریخی برای استقرار دستگاه الکترونی تغییر اسپین باشد ]3،2[. تا به امروز، تلاش های تحقیقاتی مهمی در جهت مطالعه نقش فرومغناطیس در ترکیبات نیمه هادی مانند کالکوژنیدهای اروپیوم (Eu) و اسپینل های بر پایه کروم، و همچنین به عنوان آنتی فرومغناطیس در ترکیبات II-VI ساخته شده است [4،5]. ترکیبات II-VI دوپه شده با منگنز در میدان الکترونوری به علت برهمکنش های قوی فرومغناطیس در دمای اتاق در میان اسپین های موضعی با غلظت حامل کم، بسیار ارزشمند هستند...