Half-metallic Zinc-blende Compounds
我们报告的第一性原理计算的锌半金属，确定系统的外延生长与半导体，并提出计算CrAs/GaAs多层膜。我们发现，半金属性是保守的troughout的异质结构，使之成为自旋电子学应用的一个很好的候选人。
2003-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnetism and structural stability of zincblende phases of the transition-metal chalcogenides
采用精确的密度泛函方法系统地研究了3d过渡金属硫族化合物的半金属铁磁性和锌尖晶石相的稳定性。锌系的CrTe、CrSe和VTe相是优良的半金属铁磁体，具有较大的半金属带隙（高达0.88 eV）。它们是机械稳定的，并且每分子式单位的总能量比相应的砷化镍基态相高约0.31-0.53 eV，因此将以足够厚的膜和层的形式外延生长以用于自旋电子学应用。
2003-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Defects in CrAs and related compounds: a route to half-metallic ferrimagnetism
半金属亚铁磁性对于自旋电子应用相对于铁磁体是至关重要的，因为这些材料产生的杂散场较低。研究缺陷的影响CrAs和相关的过渡金属硫族化物和磷属元素化物结晶在锌-铌酸盐结构，我们发现，过渡金属原子的过量导致半金属亚铁磁性。多余的这些原子反铁磁耦合到位于完美晶格位置的过渡金属原子。实现半金属亚铁磁性所需的条件是防止$sp$原子迁移到其他位置和原子交换。
2006-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Robust half-metallicity and metamagnetism in Fe_{x}Co_{1-x}S_{2}
的Fe_{x} Co_{1-x} S_{2}系统的预测，密度泛函计算的基础上，是一个半金属的大范围的浓度。与大多数已知的半金属不同，该系统中的半金属度相对于晶体学无序和其他类型的缺陷应该非常稳定。该系列的端元，CoS_{2}，不是半金属，但表现出有趣的和不寻常的磁性，但是，可以合理地很好地理解内的密度泛函理论，特别是与扩展的斯通纳模型的帮助。计算表明，在系统中的电子-声子和电子-磁振子强耦合，并可能在高温下的不良金属行为。
2000-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of two structures for transition-metal-based half Heusler alloys exhibiting fully compensated half metallicity
我们寻找新的完全补偿的半金属，其中只有一个电子自旋通道是导电的，不存在净磁矩。我们专注于半Heusler合金，我们研究的物理后果不同的晶体结构中发现的文献中的这些化合物，XMnZ，与过渡金属元素，如铬，锰，铁的X和非金属元素，如P，锑和硅的Z。这些结构的不同之处在于全Heulser合金的L2 $_1$结构中空隙的位置。一个结构在（1/4，3/4，1/4）a处具有空隙，另一个结构在（0.0，0.0，1/2）a处具有空隙。预期第一结构在Mn和Z原子之间具有更大的d-p杂化。另一种在最近的相邻过渡金属元素之间表现出强的d-d杂化。五个XMnZ化合物被认为是与先前研究的CrMnSb在第二种结构，作为参考。除了CrMnSb之外，只有另一种合金MnMnSi在两种结构中显示出完全补偿的半金属性质。这两种合金都遵守半Hesuler合金的Slater-Pauling电子计数规则。根据CrMnSb和MnMnSi的原子性质讨论了这两种结构的差异。在过渡金属基半赫斯勒合金中寻找完全补偿的半金属时，我们建议使用计数规则作为指导。
2011-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Half-Metallic Ferromagnetism in Transition-Metal Doped Boron Nitride Nanotubes
研究了Ni六方密排纳米线掺杂的锯齿形氮化硼（BN）纳米管。掺杂的BN纳米管是具有实质磁性的铁磁金属。发现Ni纳米线与BN纳米管之间的相互作用产生了一些特殊的磁性，Ni掺杂BN（9，0）纳米管表现出半金属性质，当Ni掺杂量大于1.4e/晶胞时，纳米管可以转变为半金属性质。本征半金属行为可以通过两种不同的方式实现：一种是用较小的BN纳米管包覆Ni纳米线，即，BN（8，0）纳米管，另一种方法是采用静水压均匀压缩Ni掺杂BN（9，0）纳米管。
2004-09-07 cond-mat.mtrl-sci
A Theoretical Prediction on the Intrinsic Half-Metallicity in the Surface-Oxygen-Passivated Cr2N MXene
用密度泛函理论研究了二维Cr_2N MXene以及表面钝化的Cr_2NF_2、Cr_2N（OH）_2和Cr_2NO_2. Cr2N是一种反铁磁金属。F原子或OH基团钝化不改变反铁磁特性。然而，Cr2NO2具有铁磁基态，其为半金属。当偏压施加到纳米尺寸的器件时，Cr2NO2的半金属性仍然是稳健的。半金属性是固有的，不需要原子清洁的表面。因此，稳定的表面氧钝化的MXene是自旋电子学的良好候选者。
2016-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic diluted antiferromagnetic semiconductors
在第一性原理电子结构计算的基础上，强调了稀磁半导体中存在半金属反铁磁性的可能性，这是亚铁磁性的一种特殊情况，具有补偿磁化.作为典型的例子，讨论了3d过渡金属离子对（V，Co）和（Fe，Cr）掺杂的II-VI族化合物半导体的电磁性质。
2006-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity and giant magneto-optical Kerr effect in N-doped NaTaO$_3$
采用密度泛函理论（DFT）的改进Becke-Johnson（mBJ）方法研究了N掺杂NaTaO $_3$的电子和磁光性质.的mBJ结果揭示了半金属性质的NaTaO $_2$ N，在广义梯度近似得到的结果相反。我们发现在725 nm波长（可见光区域）处的2.16 $^{\circ}$的巨大极性克尔旋转，这与其他半金属钙钛矿以及原型半金属PtMnSb相比是高的。
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Towards New Half-Metallic Systems: Zinc-Blende Compounds of Transition Elements with N, P, As, Sb, S, Se, and Te
本文报道了由过渡金属元素V、Cr、Mn与sp元素N、P、As、Sb、S、Se、Te组成的有序锌-砷化合物的系统第一性原理计算。它们在很宽的晶格常数范围内表现出铁磁半金属行为。我们讨论了半金属性的起源和趋势，给出了计算的平衡晶格常数，并检查了它们的过渡元素终止（001）表面的半金属行为。
2002-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Half Metallicity in Hybrid BCN Nanoribbons
我们报道了C和BN混合锯齿形纳米带的第一性原理电子结构计算。我们发现，半金属性可以出现在混合纳米带，即使独立的C或BN纳米晶具有有限的带隙。混合纳米结构中这种意想不到的半金属性源于电荷和自旋极化之间的竞争，以及C和BN之间的π轨道杂化。我们的研究结果指出了一种可能性，使自旋电子器件完全基于纳米带和设计无金属半金属的新方法。
2008-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping and disorder on the half-metallicity of full Heusler alloy
含Co和Mn的Heusler合金是研究最多的半金属铁磁体之一，用于未来的自旋电子学应用。使用最先进的电子结构计算，我们研究了掺杂和无序对其电子和磁性的影响。通过用Fe或Cr取代Mn的小程度掺杂几乎不影响半金属度。通过混合Mn和sp原子占据的子晶格也实现了类似的效果。因此，半金属度是这些合金的稳健性质。
2006-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Will Zigzag Graphene Nanoribbon Turn to Half Metal under Electric Field?
在B3LYP水平上，我们预测了锯齿形边缘石墨烯纳米带（ZGNR）在外加电场作用下可以实现半金属化。半金属化的临界电场随带宽的增加而减小。当边缘态电子在很强的电场作用下从一侧完全转移到另一侧时，自旋极化和半金属性都被消除。ZGNR保持半金属状态的电场范围随带宽的增加而增加。我们的研究显示了丰富的场致自旋极化行为，这可能会导致一些重要的应用在空间电子学。
2007-08-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles investigation of half-metallic ferromagnetism of half-Heusler compounds XYZ
采用从头算密度泛函理论研究了半Heusler化合物XYZ（X，Y=V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni; Z=Al，Ga，In，Si，Ge，Sn，P，As，Sb）的电子结构和磁性.预测了9种具有半Heusler结构的半金属，半金属带隙为0.07-0.67 eV。计算结果表明，这9种半Heusler化合物的形成能在-1.32 ~-0.12eV/f. u之间，对于CoCrSi、CoCrGe、CoFeGe、CoMnSi、CoMnGe、FeMnGe和FeMnAs，半Heusler结构与相应的基态结构之间的总能量差很小（0.07-0.76 eV/f.u.），因此，预期它们将在亚稳态条件下以薄膜的形式实现用于自旋电子学应用。还详细研究了CoCrGe和FeMnAs的半金属度对晶格畸变的稳定性。
2014-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Fragile Symmetry-Protected Half Metallicity in Two-Dimensional van der Waals Magnets: A Case Study of Monolayer FeCl2
二维半金属材料由于其在自旋电子学中的重要应用而引起人们极大的兴趣。虽然理论上已经提出了许多二维半金属，但很少有它们可以在实验上合成。在这里，以单层FeCl 2为例，我们显示了三种机制，在这样的量子磁体，将导致金属-绝缘体过渡使用第一性原理计算。特别是，半金属性，特别是保护的金属性，由以前的理论模拟预测的电子关联，自旋轨道耦合和进一步的结构扭曲，以降低总能量可能会被破坏。我们的工作揭示了在各种竞争性的能量降低机制下，被保护的半金属的脆弱性，在理论上预测和设计具有奇异功能的量子材料时应该考虑到这一点。
2021-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Zinc-blende CaP, CaAs and CaSb as half-metals: A new route to magnetism in calcium compounds
从理论上揭示了钙化合物体相铁磁性的存在。采用第一性原理计算，对磷化钙、砷化钙和锑化钙的锌包层结构进行了计算，得到了各优化稳定结构的半金属基态。磁性来自P、As或Sb的$p$ -轨道和钙原子的$d$ -轨道中的电子的自旋极化。半金属性类似于半金属锌的化合物，{ \it例如} CrAs或CrSb，但预测的化合物成为铁磁性没有过渡金属。在（In $_{1-x}$ Ca $_x$）Sb中，磁性在掺杂率（$x>0.8$）的范围内保持稳定。
2004-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Large spin gaps in half metals MN4 (M=Mn, Fe, Co) with N2 dimers
我们预测，立方MN 4（M=Mn，Fe，Co）是所有的半金属与最大的自旋间隙高达~ 5 eV。它们具有强的铁磁基态，最高居里温度可达~ 103 K.我们的计算表明，这些化合物是积极的青睐，动态和机械稳定。有人提出，这些3d过渡金属的自掺杂发生在MN 4由于N2二聚体的电负性的降低。该模型能很好地解释MN 4的整数磁矩、大的自旋能隙和NiN 4的半导体行为。我们的研究结果突出了过渡金属离子和非金属实体之间的电负性的差异，形成半金属和N2二聚体的作用，在扩大自旋间隙氮化物半金属。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Uniaxial pressure induced half-metallic ferromagnetic phase transition in LaMnO$_3$
我们使用第一性原理理论预测，单轴压缩应变的应用导致从反铁磁绝缘体的铁磁半金属相的LaMnO $_3$的过渡。我们确定Q2 Jahn-Teller模式作为驱动转变的主要机制，表明该模式可用于调整晶格，电荷和自旋耦合。沿[010]方向施加$\simeq$ 6 GPa的单轴压力激活向半金属$\textit{pseudo-cubic}$状态的转变。半金属性打开了在化学计量LaMnO $_3$化合物中产生巨磁阻的可能性，与最近观察到的使用静水压力的调查相比，在显著较低的压力下。
2016-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic Surface States and Topological Superconductivity in NaCoO$_2$ from first principles
基于第一性原理计算，我们预测了层状体绝缘体NaCoO 2的半金属表面态，具有可调的表面空穴浓度。半金属表面有一个单一的费米表面，具有螺旋自旋纹理，类似于拓扑绝缘体的表面状态，但在目前的情况下，时间反演对称性破缺的关键区别。我们提出了实现拓扑超导性和马约拉纳费米子时，半金属表面状态是在接近接触与传统的超导体。
2011-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferrimagnet formed by substituting Fe for Mn in semiconductor MnTe
用精确的第一性原理计算预测了以25%的Fe取代锌半导体MnTe中的Mn构成的三元亚铁磁半金属.它具有0.54eV的大半金属带隙（HM），其亚铁磁序对其他磁涨落非常稳定。HM亚铁磁性的形成是因为反铁磁MnTe中的完全磁矩补偿被Fe取代的MnTe中的不完全磁矩补偿所取代。这将为新的HM材料提供一种新的方法。由于Fe与Mn具有良好的亲和性，可以制备半金属，并且可用于自旋电子学。
2008-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarization and electronic properties of half-metallic Heusler alloys calculated from first-principles
半金属Heusler合金是未来磁电子应用中最有前途的材料之一。我们综述了这些化合物的电子性质的一些最新结果。这些半金属合金中的间隙的起源及其与磁性的联系已经很好地理解。改变晶格参数会使费米能级略有移动。自旋-轨道耦合在带隙内诱导态，但合金在费米能级保持非常高的自旋极化度。小程度的掺杂和无序以及具有低形成能的缺陷对带隙的性质几乎没有影响，而温度效应可以导致半金属性的快速损失。最后，我们讨论了两个特殊的问题，四元Heusler合金和半金属亚铁磁体的情况下。
2006-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Prediction of a Heusler alloy with switchable metal-to-half-metal behavior
我们提出了一种铁磁Heusler合金，可以在金属和半金属之间切换。这种效应可以提供可调谐的自旋电子学特性。利用密度泛函理论（DFT）计算了Mn_2Sc_Si的电子关联效应，得到了Mn_2Sc_Si的总能量曲线，该曲线由不同的分支组成，能量差很小。低晶格晶体积相为低磁半金属态，而高晶格晶体积相为高磁金属态。我们认为半金属态和金属态之间的转变可以由晶格的三轴收缩/膨胀或由外部磁场触发，如果我们假设晶格是立方的，并且在膨胀/收缩下保持立方。然而，由于Mn原子上存在Jahn-Teller活性3d电子，高体积的相也可以发生马氏体-马氏体相变。
2021-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping on SGS and weak half-metallic properties of inverse Heusler Alloys
已发现具有Mn和Co的Heusler合金表现出有趣的电子和磁性。Mn $_2$ CoAl是众所周知的SGS化合物，而Mn $_2$ CoGa具有弱的半金属特性。利用平面波赝势方法研究了Fe和Cr掺杂对化合物半金属性和磁性的影响。掺杂破坏了Mn $_2$ CoAl的SGS性质，而小规模掺杂增强了Mn $_2$ CoGa的半金属性，使其成为完美的半金属。在Mn $_2$ CoAl的情况下，掺杂降低了带隙，而对于Mn $_2$ CoGa注意到带宽增加。当掺杂量超过一定程度时，半金属性在两种情况下都被破坏。此外，我们还计算了Mn $_2$ CoZ合金的磁行为，发现掺杂样品的总磁矩比未掺杂样品的总磁矩高。
2020-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic, Co-based quaternary Heuslers for spintronics: defect- and pressure-induced transitions and properties
Heusler化合物由于其自旋极化和半金属性性质而提供作为自旋电子器件的潜力，其中电子自旋多数（少数）流形在电子化学势下表现出状态（带隙），在单个流形中产生完全自旋极化。然而，Heusler经常表现出内在的无序，降低其半金属性和自旋极化。利用密度泛函理论，我们分析了等原子Heusler（$L$ 2 $_{1}$）CoMnCrAl和CoFeCrGe合金在流体静压和本征无序（热反位、二元交换和空位）作用下的电子和磁性.在压力下，CoMnCrAl经历了金属化转变，而CoFeCrGe中的半金属性在有限的范围内保留。CoMnCrAl中Co-Al对和CoFeCrGe中Co-Ge对之间的反位无序在能量上是最有利的，并且在Co过量的样品中保留半金属特性。然而，钴缺乏的样品经历从半金属到金属的过渡，在饱和磁化强度的不连续性。对于二元交换，与基态竞争的配置被确定，并且没有显示出半金属性的损失;然而，少数自旋带隙和磁矩根据交换的原子而变化。对于单一二元交换，在CoMnCrAl中存在显著的能量成本，但没有半金属度的损失。虽然CoFeCrGe中的一些构型与基态i在能量上竞争，但是少数自旋带隙和磁矩根据交换的原子而变化。这些信息应该有助于控制这些潜在的自旋电子材料。
2016-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Computational study on the half-metallicity in transition metal-oxide-incorporated 2D g-C3N4 nanosheets
本研究基于第一性原理计算，系统地研究了过渡金属氧化物掺杂的二维g-C3 N4纳米片（标记为C3 N4-TM-O，TM = Sc-Mn）的电子和磁性.结果表明，TM-O结合到g-C3 N4纳米片强烈的所有系统。我们发现，当TM = Sc，Ti，V，Cr时，二维C_3 N_4-TM-O骨架是铁磁性的，而当TM = Mn时，二维C_3 N_4-TM-O骨架是反铁磁性的。所有的铁磁体系都表现出半金属性质。基于Heisenberg模型的蒙特卡罗模拟结果表明，C3 N4-TM-O（TM = Sc，Ti，V，Cr）骨架的居里温度（Tc）分别为169 K，68 K，203 K和190 K。基于Bader电荷分析，我们发现在费米能级处的半金属度的起源可以部分归因于电子从TM原子到g-C3 N4纳米片的转移。此外，我们发现不仅电子，而且空穴可以诱导2D g-C3 N4纳米片的半金属性，这可能有助于理解半金属性的石墨氮化碳的起源。
2018-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnets for magnetic tunnel junctions
使用理论参数，我们表明，为了利用半金属铁磁体在隧道磁阻（TMR）结，它是至关重要的，以消除界面状态在费米能级内的半金属间隙;相反，没有这样的问题出现在巨磁阻元件。此外，基于对电子结构的先验理解，我们提出了一种反铁磁耦合的TMR元件，其中消除了界面态，作为从第一性原理设计材料的范例。我们的结论是支持从头计算。
2005-06-03 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic ferromagnetism in binary compounds of alkali metals with nitrogen: Ab initio calculations
采用基于密度泛函理论的第一性原理全势能线性缀加平面波方法，研究了I $^{A}$族元素与氮的二元化合物LiN、NaN、KN和RbN在三种晶体结构（岩盐、纤锌矿和锌尖晶石）中的电子结构和磁性.我们发现，由于自旋极化\textit{p}轨道的N，所有四个化合物是半金属铁磁体与宽的能带隙（高达2.0 eV）。对于所有三种类型的晶体结构，计算出的所有研究化合物的总磁矩恰好为每个分子式单元2.00 $μ_{\text{B}}$。预测的半金属丰度是强大的晶格常数收缩。在所有情况下，铁磁相相对于顺磁相在能量上是有利的。半金属铁磁性的机制和合成的可能性进行了讨论。
2008-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Robust half-metallic ferromagnet of cubic VGe3Si4
为了寻找与GeSi半导体相容的半金属铁磁体，我们采用最先进的密度泛函理论方法研究立方$\mathrm{VGe_3Si_4}$。在考虑不同磁序的情况下对其晶体结构进行优化后，发现铁磁结构为基态相，并对其稳定性进行了研究，然后用改进的方法研究了其自旋分辨电子结构。我们的计算结果表明，立方$\mathrm{VGe_3Si_4}$是一个半金属铁磁体与半金属间隙350 meV，它是结构稳定的变形和抗反铁磁波动的磁鲁棒性。这些结果使我们相信立方$\mathrm{VGe_3Si_4}$可以很快合成出性能良好的薄膜并应用于实际的自旋电子器件中。
2010-07-11 cond-mat.mtrl-sci
CeMnNi4: an impostor half-metal
最近的实验表明CeMnNi $_{4}$具有接近整数的磁矩和相对较大的输运自旋极化，正如Andreev反射所探测的，这表明该材料是半金属或接近于半金属。然而，这里报道的计算表明，它根本不是半金属，而是一种不寻常性质的半金属。声子性质也应该是相当不寻常的，与嘎嘎作响的低频锰模式。预测了有序化学计量CeMnNi $_{4}$的铁磁态的非平凡输运性质，包括大的热分子品质因数$ZT,$
2005-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced half-metallic ferromagnetism in zinc blende CrP/MnP superlattice: First-principles study
采用广义梯度近似下的第一性原理计算，研究了Zn掺杂（zb）CrP/MnP超晶格的电子和磁性.平衡晶格常数计算为$5.33\,$ ε。研究了铁磁zb CrP/MnP超晶格在反铁磁作用下的稳定性，发现铁磁CrP/MnP超晶格比反铁磁CrP/MnP超晶格稳定。结果表明，在平衡晶格常数下，CrP/MnP超晶格不具有半金属性，主要是由于Cr和Mn的少数$t_{2g}$态。然而，如果应变施加在CrP/MnP超晶格上，则少数$t_{2g}$电子转移到更高的能量，并且所提出的超晶格变成半金属铁磁体。讨论了四方畸变和正交畸变对zbCrP/MnP超晶格半金属度的影响。InP-CrP/MnP/InP是一种真正的半金属铁磁体。这些超晶格的半金属度和磁化强度对四方晶系/正交晶系变形是鲁棒的。
2010-04-07 cond-mat.mtrl-sci
Robust intrinsic ferromagnetism in 2D half-metallic material MnAsS$_4$
二维（2D）本征半金属材料对于探索纳米自旋电子器件的激发物理和应用具有极大的兴趣，但是还没有这样的材料被实验实现。利用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算，我们预测了单层MnAsS $_4$是一种二维本征铁磁（FM）半金属.单层MnAsS $_4$的半金属自旋带隙约为1.46 eV，并且在导带中具有约0.49 eV的大自旋分裂。蒙特卡罗模拟预测了居里温度（\emph{T} $_c$）约为740 K。在-5%~5%的双轴应变范围内，FM半金属性能保持不变。它的基态在费米能级上具有100%的自旋极化比，有望成为二维自旋电子学应用的候选材料。
2020-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Fundamentals of half-metallic Full-Heusler alloys
金属间化合物Heusler合金由于其高的居里温度和与二元半导体的结构相似性而成为最有吸引力的半金属体系之一。在这篇综述中，我们提出了一个概述的半金属全Heusler合金，如Co $_2$ MnGe的基本电子和磁性。从头算结果表明，在这些化合物的电子和磁性是内在相关的少数自旋间隙的外观。晶胞中的总自旋磁矩$M_t$与价电子数$Z_t$成线性比例，使得全赫斯勒合金的$M_t=Z_t-24$为设计具有所需磁性的新半金属合金开辟了道路。此外，我们提出的Co $_2$ Cr（Mn）Al（Si）合金中的无序，这是容易破坏的块体化合物的完美的半金属性，从而降低器件的性能的分析结果。最后，我们讨论了由于Cr（Mn）反位的产生而导致的半金属亚铁磁性的出现以及Mn $_2$ VAl（Si）合金中Co掺杂导致的完全补偿半金属亚铁磁性。
2008-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Slater-Pauling behavior in half-metallic magnets
我们回顾了Slater Pauling规则在半金属磁体中的出现。这些规则是使用从头计算电子结构计算得出的，并直接将这些化合物的电子性质（少数自旋能隙的存在）与磁性（总自旋磁矩）联系起来。它们的确切配方取决于所研究的半金属族，如果考虑到各个位点的轨道杂化，它们可以很容易地推导出来。
2013-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Multifunctional Heusler alloy: experimental evidences of enhanced magnetocaloric properties at room temperature and half-metallicity
Heusler合金由于其有趣的结构和磁性而被广泛研究，如磁记忆形状能力，耦合磁结构相变和半金属性;在许多情况下，由价电子数（$N_v$）决定。本工作主要研究半金属的磁热势，探讨$N_v$对磁熵变的影响，保持半金属性。试验台是半金属系列Fe $_2$ MnSi $_{1-x}$ Ga $_x$的富硅侧。从所获得的实验结果可以获得$|ΔS|_{max}=ΔH^{0.8}(α+βN_v)$，即，最大磁熵变以线性方式依赖于$N_v$，由磁场变化$ΔH$的幂律加权（$α$和$β$是实验确定的常数）。此外，还可以预测一种新的多功能Heusler合金，具有增强的磁热效应，居里温度接近300 K和半金属性。
2015-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Ferromagnetic Half-Metallic Janus V2AsP Monolayer
二维铁磁材料是自旋电子器件的理想材料，而在费米能级上具有100%自旋极化的半金属材料是自旋电子器件的理想材料。二维Janus材料由于其对称性破缺而表现出的优异性质，近年来引起了人们的极大关注。在这里，使用密度泛函理论，我们报告说，Janus V2 AsP单层表现出迷人的铁磁半金属功能。由于没有虚频声子，它是动态稳定的。半金属带隙为0.38eV，自旋分裂为1.34eV。有趣的是，4.9%的拉伸应变可以诱导它经历从铁磁到反铁磁状态的相变。此外，居里温度（Tc）随着压缩应变的增加而提高。所有这些吸引人的性质使得半金属Janus V2 AsP单层成为二维自旋电子学应用的有前途的材料。
2022-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic properties of atomic chains of carbon-transition metal compounds
我们发现碳-过渡金属化合物一维原子链的磁性基态表现出半金属性质。它们在一个自旋方向上是半导体，但在相反方向上显示出金属性质。自旋在费米能级上完全极化，每个晶胞的净磁矩是玻尔磁子的整数倍。自旋相关的电子结构可以通过改变碳的数量和过渡金属原子的类型来设计。这些链，这是稳定的，即使在高温下，其中一些保持其自旋相关的电子性能，即使在适度的轴向应变，在nanosintronics的潜在应用的希望。
2005-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Modified Becke-Johnson potential investigation of half-metallic Heusler compounds
采用密度泛函理论研究了具有Tran-Blaha修正的Becke-Johnson（TB-mBJLDA）势的各种潜在半金属Heusler化合物的电子结构.半金属间隙的Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）功能的值大大增强。特别是未占态密度修改mBJLDA，与实验的一致性是相当差的PBE。通过减小Tran-Blaha参数c，可以改善态密度的一致性。然而，基态属性，如超精细领域更准确地描述PBE比mBJLDA。尽管其成功的离子和共价半导体和绝缘体，我们得出结论，mBJLDA是不是一个合适的近似半金属Heusler化合物。
2012-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Thermal collapse of spin-polarization in half-metallic ferromagnets
研究了半金属铁磁体费米能级的磁化强度和自旋极化随温度的变化关系。我们揭示了一种新的机制，其中的杂交状态形成的半金属间隙依赖于热自旋波动和极化可以突然下降的温度远低于居里点。我们验证这NiMnSb从头计算。将从头算结果映射到一个包含纵向涨落的扩展海森堡模型上，用蒙特卡罗方法求解，研究了热性质。
2005-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Nonzero macroscopic magnetization in half-metallic antiferromagnets at finite temperatures
结合密度泛函理论计算和多体格林函数技术，我们揭示了半金属反铁磁体的宏观磁化强度在有限温度下并不像T=0极限那样为零.这种反常行为源于磁子晶格的不等价，导致不同的子晶格内交换相互作用。因此，自旋涨落以不同的方式抑制了亚晶格的磁序，导致在有限温度下的亚铁磁态。本文给出了半金属反铁磁CrMnZ（Z=P，As，Sb）半Heusler化合物的计算结果。
2009-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic state and magnetic properties versus the lattice constant in Zr2RhZ (Z = Al, Ga, In) Heusler alloys
采用第一性原理计算方法对具有Hg 2CuTi型结构的Zr 2 RhZ（Z = Al，Ga，In）合金的半金属性质和磁性进行了系统研究。Zr_2 RhZ（Z = Al，Ga，In）合金在平衡晶格常数下为半金属亚铁磁体。Zr_2 Rh基合金的每晶胞总磁矩（Mt）和价态浓度（Zt）符合Slater Pauling规则Mt = Zt-18。详细讨论了不同晶格常数下的半金属性质和磁性。我们希望我们的研究结果可以触发Zr_2 RhZ（Z = Al，Ga，In）在未来自旋电子学领域的应用。
2015-05-01 cond-mat.mtrl-sci
2D-Double transition metal MXenes for spintronics applications: surface functionalization induced ferromagnetic half-metallic complexes
MXenes是一种快速发展的二维（2D）材料，具有厚度，组成和功能化相关的出色性能，在不同领域具有应用。为了公开基于2D-双过渡金属（DTM）碳化物和氮化物的原始和表面官能化的MXene（M '2 M“X2 Tx，M'和M”= Cr，Mo，W; X = C/N; T = -F/-OH/=O）的纳米自旋电子学应用，已经使用自旋极化的第一性原理计算对结构稳定性、磁性和电子结构进行了系统的研究。从144种探索的基于DTM的MXene中筛选出36种稳定的官能化MXene。所探索的材料表现出惊人的性能，具有广泛的磁性基态，从非磁性到铁磁性，然后到反铁磁性，伴随着金属到半金属或无间隙半金属性质，这取决于过渡金属和终止基团。发现Mo和W基MXene是磁性的和金属的，而Cr-Mo和Cr-W基MXene是磁性的，具有不同的金属行为。W_2CrN_2O_2和Mo_2CrN_2O_2系统是铁磁半金属二维材料，在少数自旋通道中的直接带隙分别为1.35 eV和0.77 eV。对DTM MXene的全面研究提供了固有的半金属特性以及强大的铁磁性，开辟了一类具有可调磁性和电子特性的有前途的新型2D材料，用于纳米自旋电子学和电子学中的潜在器件应用。
2022-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Stable half-metallic ferromagnetism in nonstoichiometric cubic binary chromium chalcogenides
通过系统的第一性原理计算，我们发现三种非化学计量的立方二元铬硫族化合物，即Cr3S4，Cr3Se4和Cr3Te4，是稳定的半金属铁磁体，具有宽的半金属带隙.我们优化了它们的结构，然后计算了它们的磁矩、电子结构、形成热和弹性模量，并研究了它们的结构稳定性和铁磁性对反铁磁涨落的鲁棒性。我们的计算结果表明，这三个硫钒酸盐相是结构稳定和铁磁鲁棒性，因此可以实现外延薄膜。我们将其结构和铁磁稳定性以及较好的半金属性归因于其特殊的有效Cr价2.667+。这些发现将为更多与当前半导体技术兼容的高性能自旋电子材料打开大门。
2009-11-25 cond-mat.mtrl-sci
A new class of half-metallic ferromagnets from first principles
半金属铁磁性（HMFM）在材料中很少出现，但却为自旋电子器件提供了巨大的潜力。最近的实验表明，一类具有“ThCr $_{2}$ Si $_{2}$”（122）结构的化合物-同构的并含有与铁磷属元素化物基超导体共有的元素-可以表现出HMFM。在这里，我们使用$ab$ $initio$密度泛函理论计算，以了解在这个家庭的材料的半金属性的发病，并解释在量子临界点的铁磁性的外观。我们还预测了新的候选材料与HMFM和高居里温度通过A位合金化。
2017-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Emergence of half-metallicity in suspended NiO chains
相反的反铁磁和绝缘特性的块体NiO，一维链的这种材料可以成为半金属由于其原子的较低的配位。在这里，我们提出了从头计算的电子结构和量子输运计算的理想无限长的NiO链和更现实的短镍电极之间的悬浮。虽然无限长的链是绝缘的，但短的悬挂链是半金属少数自旋导体，显示出非常大的磁阻和由单个原子控制的自旋阀行为。
2006-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized two-dimensional electron/hole gas at the interface of non-magnetic semiconducting half-Heusler compounds: Modified Slater-Pauling rule for half-metallicity at the interface
每晶胞具有18个价电子的半赫斯勒化合物是众所周知的非磁性半导体。采用第一性原理电子能带结构计算方法，研究了FeVSb、CoTiSb、CoVSn和NiTiSn化合物的半Heusler异质结的界面性质.我们的研究结果表明，这些异质结界面变得不仅金属，而且磁性。自旋极化的出现伴随着界面处二维电子气（2DEG）或空穴气（2DHG）的形成。本文在Stoner模型的基础上定性地讨论了界面自旋极化的起源。对于磁性界面的情况下，半金属性也存在，我们提出了一个修改后的斯莱特-鲍林规则类似的散装半金属半Heusler化合物。此外，我们还计算了磁性界面的交换参数、居里温度和磁各向异性能。我们的研究，结合最近的实验证据的存在下，2DEG在CoTiSb/NiTiSn异质结可能会激励未来的努力和研究，对实验实现的设备使用建议的异质结。
2023-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Prediction of the Robust Intrinsic Half-Metallicity in Ni2N MXene with Different Types of Surface Terminations
用密度泛函理论研究了Fe_2N、Co_2N和Ni_2N MXene的裸态和表面钝化态。Fe2N（OH）2、Fe2NO2、Co2NO2、Ni2NF2、Ni2N（OH）2和Ni2NO2是本征半金属，而其它结构具有反铁磁基态。Ni_2NT_2（T = F，OH，O）的半金属性不依赖于表面终端的类型，在实验中更容易实现。Ni2NT2的铁磁和反铁磁配置之间的能量差是几百毫电子伏每个原始细胞。从平均场近似的观点来看，居里温度应该高于室温。
2017-05-16 cond-mat.mtrl-sci
New type of half-metallic fully compensated ferrimagnet
半金属全补偿亚铁磁体（HM-FCFMs）是一类特殊的半金属材料，在绝对零度下磁化强度为零，是下一代自旋电子学应用的理想材料。25年来，人们一直在进行理论研究，以实现HM-FCFM材料的实际应用。在这里，我们实验证明了一种NiAs型六方结构的（CrFe）S化合物，可以作为HM-FCFM材料。它具有半金属性质，具有100%自旋极化的费米表面和零磁化。此外，在低于约200 K的补偿温度下，磁化强度显示出作为磁场的函数的线性行为，在300 K下具有38 kOe的高磁化率。这些磁性特征有望为HM-FCFM层在自旋电子器件中的应用带来量子飞跃。
2021-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallic properties for the Ti2YZ (Y=Fe,Co,Ni,Z=Al,Ga,In) Hesuler alloys: A first-principles study
采用全势能局域轨道最小基方法研究了Ti 2基全Heusler合金。结果表明，这些化合物表现出半金属行为，而与传统的全Heusler合金相比，全Heusler合金表现出Slater-Pauling行为，每晶胞的总自旋磁矩（Mt）符合Mt=Zt-18的规律。这些半金属合金中间隙的起源是很好理解的。结果表明，Ti 2基化合物的半金属性质对晶格畸变不敏感，在很宽的晶格参数范围内都可以得到完全的自旋极化。这有利于实际应用。
2011-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetism in the half-metallic Heusler alloys
利用完全相对论屏蔽的Korringa-Kohn-Rostoker方法研究了半金属Heusler合金的轨道磁性。轨道矩几乎完全熄灭，它们相对于自旋矩可以忽略不计。原子分辨轨道矩的变化可以很容易地用自旋轨道强度和杂化效应来解释。最后讨论了由X射线磁性圆二色性实验得到的轨道和自旋矩。
2004-07-21 cond-mat.mtrl-sci
The effect of the spin-orbit interaction on the band gap of half-metals
自旋-轨道相互作用可以在费米能级附近的半金属少数自旋带隙内产生非零态密度。我们使用第一性原理计算研究了Heusler合金、锌半导体和稀磁半导体中的效应大小。我们发现在费米能级下，自旋向下与自旋向上的DOS之比可以从低于1%（例如，NiMnSb为0.5%）的范围内（对于（Ga，Mn）As为4.2%）到13%（对于MnBi）。
2003-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio design of half-metallic fully-compensated ferrimagnets: the case of Cr$_2$MnZ (Z= P, As, Sb, Bi) compounds
利用第一性原理的电子结构计算方法，设计了一些新的半金属全补偿亚铁磁体（或半金属反铁磁体），这些材料在自旋电子学中有着广泛的应用。Cr $_2$ MnZ（Z= P，As，Sb，Bi）化合物每个晶胞有24个价电子，计算表明，在较宽的晶格常数范围内，它们的总自旋矩近似为零，符合理想半金属的Slater Pauling行为。同时，Cr和Mn原子的自旋磁矩是反平行的，化合物是亚铁磁体。平均场近似估计他们的居里温度，超过室温的合金与Sb。我们的研究结果表明，Cr $_2$ MnSb的化合物的选择进一步的实验研究。与上述合金相反，Cr $_2$ FeZ（Z= Si，Ge，Sn）合金的半金属反铁磁性是不稳定的。
2007-03-02 cond-mat.mtrl-sci
On the Possibility of Ferromagnetism and Half-Metallicity in Local Moment Systems
我们利用近藤晶格模型研究了局域矩系统中存在铁磁性和半金属性的可能性。利用局域磁矩的自发磁化强度与巡游电子极化耦合的事实，利用谱密度方法导出了顺磁磁化率的表达式。磁有序温度由磁化率的奇异性确定。在$T-n$（带填充）平面上构造磁相图。发现铁磁性仅在$n$的小值时才可能。研究还发现，温度驱动系统从半金属到金属的转变。
2011-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Breakdown of half-metallic ferromagnetism in zinc-blende II-V compounds
通过密度泛函理论计算，包括自旋轨道耦合，我们研究了一系列掺锌II-V族化合物的电子和磁性。与CaN和CaP的情况相反，发现II-V族化合物如CaSb和CaBi的半金属特性被破坏。我们对CaAs、CaSb和CaBi的价带结构的分析揭示了自旋-轨道耦合作用对交换分裂能带结构的关键作用，从而导致掺锌II-V族化合物中含有较重V族元素的系统的半金属铁磁性的破坏。
2008-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Multilayers of Zinc-Blende Half-Metals with Semiconductors
本文报道了用第一性原理计算对[001]取向的含锌半金属铁磁体CrAs和CrSb与III-V族和II-VI族半导体的多层膜进行的计算。我们研究的理想和tetragonalised结构，以及混合界面的情况下。我们发现，作为一项规则，半金属性可以保存在整个异质结构，只要当地的协调和键合的字符不受干扰。在与半导体的界面处，我们描述了一种机制，该机制也可以给出每个界面跃迁原子的非整数自旋矩，并推导出一个简单的规则来评估它。
2004-03-26 cond-mat.mtrl-sci
