Fe替代黄铁矿型CoS$_2$中的少数自旋导电态

Anustup Mukherjee; Alaska Subedi

doi:10.1088/1361-648X/acfde9

Fe替代黄铁矿型CoS$_2$中的少数自旋导电态

材料科学 2025-10-17 v1

作者: Anustup Mukherjee , Alaska Subedi

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摘要

关于黄铁矿型CoS $_2$ 或其FeS $_2$ 合金是否为半金属，长期以来存在争议。我们通过第一性原理计算论证，在整个Co $_{1-x}$ Fe $_x$ S $_2$ 系列中，费米能级处存在少数自旋态的有限占据。尽管交换关联泛函影响了电子结构的具体细节，我们在LDA和GGA计算中均观察到随Fe浓度增加的相似趋势。具体而言，即使通过Fe替代降低了能带填充，少数自旋通道中最低的导带也会展宽，使得这些态相对于费米能级持续降低，这与刚性能带图像的预期相反。此外，随着更多Co原子被Fe替代，交换劈裂减小，这再次使少数自旋态更接近费米能级。这两种机制，结合化学计量比CoS $_2$ 中少数自旋能带穿过费米能级的实验观测，表明少数自旋载流子将始终存在于Co $_{1-x}$ Fe $_x$ S $_2$ 中。

关键词

黄铁矿型CoS2 Fe替代少数自旋态第一性原理计算半金属性交换劈裂

引用

@article{arxiv.2305.03551,
  title  = {Minority-spin conducting states in Fe substituted pyrite CoS$_2$},
  author = {Anustup Mukherjee and Alaska Subedi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.03551},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 4 figure, 2 tables

Fe替代黄铁矿型CoS$_2$中的少数自旋导电态

摘要

关键词

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