Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính Chất Nửa Kim Loại Do Định Hình Của SiC Và GaN Tăng Cường Bằng Kim Loại Đất Kiềm
Tóm tắt
Sử dụng các phép tính nguyên lý đầu tiên trong phương pháp xấp xỉ gradient tổng quát, thuộc tính điện tử và từ tính của các siêu mạng zinc-blende (Si, AE)C và (Ga, AE)N (AE = Mg, Ca, Sr và Ba) được nghiên cứu. Chúng tôi tập trung vào hai cấu trúc doping delta theo lớp đơn giản, với các kim loại đất kiềm thay thế dọc theo các mặt phẳng (1 0 0) và (0 0 1). Các hợp chất Ga0.5Ca0.5N, Ga0.5Sr0.5N, Ga0.5Ba0.5N và Si0.5Ca0.5C được phát hiện có tính chất nửa kim loại ferromagnet theo kết quả tính toán của chúng tôi. Trong khi đó, các nền GaN có Ca hoặc Sr cho thấy tính chất nửa kim loại bền vững. Cấu trúc điện tử tiết lộ rằng Zn-blende Si0.5Sr0.5C có xu hướng biểu hiện tính chất nửa kim loại dưới sự biến dạng đồng nhất; tuy nhiên, các siêu mạng Ga0.5Ca0.5N và Ga0.5Sr0.5N trở thành nửa kim loại khi áp dụng một lực biến dạng hai chiều. Hơn nữa, các chuyển tiếp pha từ trạng thái AFM sang FM cũng được xem xét cho sự biến dạng của GaN được hợp kim với Ba và SiC được hợp kim với Mg. Nghiên cứu này cung cấp một bức tranh tổng thể về các tính chất từ tính và nửa kim loại của các màng mỏng SiC và GaN được hợp kim bằng kim loại đất kiềm, điều này hữu ích trong việc khám phá các nửa kim loại ferromagnet trong tương lai.
Từ khóa
#nửa kim loại #từ tính #hợp kim kim loại đất kiềm #SiC #GaN #biến dạng #siêu mạng #điện tử họcTài liệu tham khảo
Wolf, S., Awschalom, D., Buhrman, R., Daughton, J., Von Molnar, S., Roukes, M., Chtchelkanova, A., Treger, D.: Science 294, 1488 (2001)
Liu, B.G.: Phys. Rev. B 67, 172411 (2003)
Miao, M.S., Lambrecht, W.R.L.: Phys. Rev. B 71, 064407 (2005)
Galanakis, I., Mavropoulos, P.: Phys. Rev. B 67, 104417 (2003)
Xie, W.H., Xu, Y.Q., Liu, B.G., Pettifor, D.G.: Phys. Rev. Lett. 91, 037204 (2003)
Nazmul, A.M., Sugahara, S., Tanaka, M.: Phys. Rev. B 67, 241308 (2003)
Zhao, Y.J., Zunger, A.: Phys. Rev. B 71, 132403 (2005)
Sanyal, B., Bergqvist, L., Eriksson, O.: Phys. Rev. B 68, 054417 (2003)
Kim, T.W., Jeon, H.C., Kang, T.W., Lee, H.S., Lee, J.Y., Jin, S.: Appl. Phys. Lett. 88, 021915 (2006)
Deng, J.J., Zhao, J.H., Bi, J.F., Niu, Z.C., Yang, F.H., Wu, X.G., Zheng, H.Z.: J. Appl. Phys. 99, 093902 (2006)
Bi, J.F., Zhao, J.H., Deng, J.J., Zheng, Y.H., Li, S.S., Wu, X.G., Jia, Q.J.: Appl. Phys. Lett. 88, 142509 (2006)
Zhao, J.H., Matsukura, F., Takamura, K., Abe, E., Chiba, D., Ohno, H.: Appl. Phys. Lett. 79, 2776 (2001)
Ono, K., Okabayashi, J., Mizuguchi, M., Oshima, M., Fujimori, A., Akinaga, H.: J. Appl. Phys. 91, 8088 (2002)
Rahman, G.: Phys. Rev. B 81, 134410 (2010)
Ghosh, C.K., Sarkar, D., Mitra, M.K., Chattopadhyay, K.K.: J. Phys. Condens. Matter 24, 235501 (2012)
Nazmul, A.M., Sugahara, S., Tanaka, M.: Appl. Phys. Lett. 80, 3120 (2002)
Mack, S., Myers, R.C., Heron, J.T., Gossard, A.C., Awschalom, D.D.: Appl. Phys. Lett. 92, 192502 (2008)
Máca, F., Kudrnovský, J., Drchal, V., Bouzerar, G.: Appl. Phys. Lett. 92, 212503 (2008)
Kenmochi, K., Sato, K., Yanase, A., Katayama-Yoshida, H.: Jpn. J. Appl. Phys. 44, L51 (2005)
Wen Zhang, C., Shen Yan, S.: Appl. Phys. Lett. 95, 232108 (2009)
Huang, H., Yao, K.: Eur. Phys. J. B 1, 355 (2011)
Wei, X.P., Deng, J.B., Deng, H., Chu, S.B., Hu, X.R.: Comput. Mater. Sci. 65, 1 (2012)
Dong, S., Zhao, H.: Appl. Phys. Lett. 98, 182501 (2011)
Pan, H., Yi, J.B., Shen, L., Wu, R.Q., Yang, J.H., Lin, J.Y., Feng, Y.P., Ding, J., Van, L.H., Yin, J.H.: Phys. Rev. Lett. 99, 127201 (2007)
Duan, C.g., Sabiryanov, R.F., Liu, J., Mei, W.N., Dowben, P.A., Hardy, J.R.: Phys. Rev. Lett. 94, 237201 (2005)
Hohenberg, P., Kohn, W.: Phys. Rev. 136, B864 (1964)
Koepernik, K., Eschrig, H.: Phys. Rev. B 59, 1743 (1999)
Perdew, J.P., Burke, K., Ernzerhof, M.: Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996)
Chang, K.J., Cohen, M.L.: Phys. Rev. B 35, 8196 (1987)
Xie, J., Zi, J., Zhang, K.: Phys. Status Solidi B 192, 95 (1995)
Usuda, M., Hamada, N., Kotani, T., van Schilfgaarde, M.: Phys. Rev. B 66, 125101 (2002)
Huang, D., Zhao, Y.J., Chen, L.J., Chen, D.H., Shao, Y.Z.: J. Appl. Phys. 104, 053709 (2008)
Miao, M.S., Lambrecht, W.R.L.: Phys. Rev. B 72, 064409 (2005)