第一性原理研究有限温度下N缺陷在顺磁CrN中的作用
强关联电子
2015-03-11 v1 材料科学
摘要
由于磁无序、振动和结构弛豫的相互作用，高温下顺磁材料中缺陷的模拟对固体理论构成了巨大挑战。CrN是一种这些效应特别显著的材料，因为它具有强磁晶耦合和偏离标称1:1化学计量比的倾向。在这项工作中，我们对高温下CrN中的氮空位和氮间隙原子进行了第一性原理研究。我们报告了形成能量学、间隙氮二聚体的几何结构以及缺陷对电子结构的影响。我们发现空位形成能为2.28 eV，受温度影响很小；N间隙原子以取向分裂键形式存在的形成能为3.77 eV，在1000 K时增加到3.97 eV。发现空位向导电带添加三个电子，而分裂键间隙原子添加一个电子。无缺陷CrN的带隙因振动而模糊，尽管从我们的计算中难以得出关于带隙闭合确切温度的结论。然而，很明显在900 K时，费米能级处的电子态密度非零。在300 K时，我们的结果表明了一个带隙即将闭合的临界情况。
引用
@article{arxiv.1410.5346,
title = {The role of N defects in paramagnetic CrN at finite temperatures from first-principles},
author = {Elham Mozafari and Björn Alling and Peter Steneteg and Igor A. Abrikosov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.5346},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 5 figures, 1 table, movies as supplementary material