键交换在 MnC 结构稳定性与半金属铁磁性中的重要性：一项全面的密度泛函基准研究
材料科学
2026-05-05 v2
摘要
最近，文献报道了未知体相一碳化锰的首次成功合成。该化合物被建议作为一种潜在的超硬材料，并发现其结晶为闪锌矿（B3）结构。在本工作中，我们使用不同级别的交换关联近似，对 MnC 的结构、电子和磁性进行了详尽的密度泛函研究。我们表明，SCAN meta-GGA 和 PBE0r 杂化泛函在正确预测实验闪锌矿结构为基态方面优于 GGA-PBEsol、HSE06 杂化泛函和平均场 DFT++。研究表明，键交换在这种稳定化中起着至关重要的作用。在理论平衡态下，杂化泛函（PBE0r 和 HSE06）导致 MnC 表现出金属性。然而，半局域泛函（PBEsol 和 SCAN）以及平均场 DFT++ 预测出两种截然相反的半金属铁磁性，引发了关于这种行为起源和本质的争论。如果后者得到实验证实，MnC 可能作为一种自旋电子材料具有重要价值。
引用
@article{arxiv.2503.23116,
title = {Importance of bond exchange in MnC structural stability and half-metallic ferromagnetism: a comprehensive density functional benchmark study},
author = {Abdesalem Houari and Peter Bloechl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23116},
year = {2026}
}
备注
14 pages, 7 figures