闪锌矿结构 Cr 基合金的交换相互作用与居里温度：基于第一性原理的体积与组分依赖性研究
材料科学
2010-03-02 v2
摘要
我们计算了 CrX（X=As, Sb, S, Se, Te）形式的 Cr 基磷化物与硫化物，以及混合合金 CrAsX（X=Sb, S, Se, Te）的交换相互作用与居里温度。计算针对闪锌矿 (ZB) 结构进行，晶格参数在 5.44 至 6.62 \AA 之间取 12 个值，适用于某些典型的 II-VI 和 III-V 半导体衬底。电子结构通过原子球近似 (ASA) 下的线性 muffin-tin 轨道 (LMTO) 方法计算，并使用空球来优化与 ASA 相关的误差。必要时，已使用该方法的全势版本 FP-LMTO 对结果进行了验证。CrAsX（X=Sb, S, Se, Te）合金中 As 亚点阵的无序效应通过相干势近似 (CPA) 予以考虑。交换相互作用采用合金铁磁 (FM) 参考态以及无序局域磁矩 (DLM) 态的线性响应方法计算。随后将这些结果用于估计铁磁/顺磁转变低温侧与高温侧的居里温度。基于平均场及更精确的随机相位近似，提供了居里温度的估计值。对于 FM 参考态下 CrS、CrSe 和 CrTe 在某些较低晶格参数值处占主导的反铁磁交换相互作用，促使我们寻找这些系统能量低于相应 FM 和 DLM 值的反铁磁 (AFM) 构型。讨论了有限数量此类 AFM 计算的结果，确定 AFM[111] 态为这些情况下基态的可能候选。
引用
@article{arxiv.0912.1760,
title = {Exchange interactions and Curie temperatures in Cr-based alloys in Zinc Blende structure: volume- and composition-dependence from first-principles calculations},
author = {S. K. Bose and J. Kudrnovský},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.1760},
year = {2010}
}
备注
16 pages, 19 figures, revised according referee's comments, to appear in Phys. Rev. B