半金属性 FeMnVAl 中共存的结构无序与稳健自旋极化
强关联电子
2022-10-03 v1
摘要
半金属铁磁体（HMF）因其独特的能带结构——其中一个自旋子带具有金属特性，另一子带具有类半导体行为——而成为自旋电子学领域中最有前景的材料之一。在本工作中，我们报道了新型四元 Heusler 合金 FeMnVAl 的合成，并借助第一性原理计算研究了其结构、磁学、输运和电子性质。在不同可能的结构有序排布中，通过理论能量最小化确定了最优结构。相应的自旋极化能带结构计算表明存在半金属铁磁基态。对 x 射线衍射数据、M"{o}ssbauer 和核磁共振谱的详细审慎研究表明，该系统稳定有序结构中存在 Fe 与 Mn 原子间的占位无序。磁化率测量清晰地确立了在 213 K 以下的类铁磁转变。Fe M"{o}ssbauer 谱测量表明仅 Mn 自旋可能负责磁有序，这与我们的理论计算一致。令人惊讶的是，密度泛函理论计算揭示，即便非磁性 Fe 与携矩 Mn 位点不可分离地纠缠，自旋极化值也几乎不受 Mn-Fe 结构无序影响（92.4\% 90.4\%）。所研究的含结构无序 FeMnVAl 化合物中自旋极化与半金属性的稳健性因而颇为有趣，并可为在已有知识之外调查和理解此类材料中无序对自旋极化的确切作用提供新方向。
引用
@article{arxiv.2209.15243,
title = {Coexisting structural disorder and robust spin-polarization in half-metallic FeMnVAl},
author = {Shuvankar Gupta and Sudip Chakraborty and Santanu Pakhira and Celine Barreteau and Jean-Claude Crivello and Bilwadal Bandyopadhyay and Jean Marc Greneche and Eric Alleno and Chandan Mazumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.15243},
year = {2022}
}
备注
12 pages