Étude ab-initio du ferromagnétisme dans les chalcogénures de métaux-alcalins demi-métalliques de type MS (M=Li, Na, K).

Abstract

First-principles full-potential linearized augmented plane-wave method (FP-LAPW) based on density functional theory (DFT) is used to investigate the structural, electronic and magnetic properties of NaX, KX, and LiX with X=(S, Se, Te) alkali-metal chalcogenides binary compounds. These compounds in different crystalline phases: NaCl (B1), CsCl (B2), ZB (B3), NiAs (B81), WZ (B4) and Pnma were calculated within the generalized gradient approximation (GGA-PBE) and the modified Becke-Johnson approach (mBJ-GGA-PBE) for the exchange-correlation energy and potential. The calculated lattice parameters, bulk moduli, their first-pressure derivatives and internal parameters are in good agreement with the other theoretical data. The electronic band structure and density of states show that half-metallic and magnetic character arises, which can be attributed to the presence of spin polarized p orbitals in the group VI elements. The NaX, KX, and LiX binary compounds show half-metallic character with an integer magnetic moment of 1 μB per formula unit and half-metallic gaps. La méthode des ondes planes augmentées linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) basée sur la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) est utilisée pour étudier les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des composés chalcogénures à base de métaux alcalins : NaX, KX et LiX avec X = (S, Se, Te). Ces composés ont été calculés dans différentes phases cristallines: NaCl (B1), CsCl (B2), ZB (B3), NiAs (B81), WZ (B4) et Pnma en utilisant l'approximation du gradient généralisé (GGA-PBE) et l’approximation de Becke-Johnson modifiée (mBJ-GGA-PBE) pour l'énergie et le potentiel d'échange-corrélation. Les paramètres de maille, les modules de compressibilités, leurs dérivées premières par rapport à la pression et les paramètres internes calculés sont en bon accord avec d’autres données théoriques. La structure de bande électronique et la densité d'états montrent qu'il se produit un caractère demi-métallique et magnétique, qui peut être attribué à la présence des orbitales de type p polarisée en spin dans les éléments du groupe VI. Les composés binaires NaX, KX et LiX présentent un caractère demi-métallique, avec un moment magnétique entier de 1 μB par unité de formule et des gaps demi-métalliques. لقد تم حساب الخصائص الإلكترونية والمغناطيسية للمركبات كالكوجينيدات معدنية قلوية NaX, , KX, LiXحيث أن X=(S, Se, Te).، باستخدام طريقة الموجات المستوية المعدلة الخطية للجهد تام (FP-LAPW) من خلال تقريب الميل ألاتجاهي المعمم (GGA) للجهد التبادلي الترابطي. بإسخدام برنامج (code-WIEN2K) في حساباتنا. لقد تم دراسة هذه المركبات في عدة هياكل بلورية مختلفة CsCl, NaCl zinc- blende wurtzite, NiAs و. Pnma قد أظهرت الخصائص الإلكترونية للمركبات أن التركيب الملح الحجري هو التركيب المستقر. وقد وجدنا أيضا أن المركبات هي شبه معدنية، مع وجود عزم مغناطيسي تحت الظروف العادية وتحت الضغط المرتفع في تراكيبها الثلاث التي درست في هذا البحث. وأظهرت حساباتنا أن طريقتي GGA-PBE و mBJ-GGA-PBE كانتا أفضل في التنبؤ لقيمة ثابت الشبكة في تركيب NaCl مركب فإن المقارنة بين الطرق المختلفة للحسابات أظهرت أن طريقة كانت أفضل في التنبؤ للثوابت البلورية ,معاملات الانضغاطية كثافة الحالات و بنية عصابات الطاقة لهذه المركبات الثنائية, النتائج المحصلة عليها كانت متوافقة مع النتائج التجريبية و النظرية الأخرى