过渡金属铝化物磁性第一原理研究

（2）物质的磁性⽬录：（⼀）、洪德法则（⼆）、磁性的本质是什么，活着怎么从微观的⾓度解释磁性产⽣的原因（三）、外斯分⼦场（四）、物质的抗磁性是怎样产⽣的？为什么说抗磁性普遍存在（五）、顺磁性朗之万理论的内容是什么？在量⼦⼒学范畴内如何对其修正？（六）、铁磁性物质是怎样实现⾃发磁化的，为什么通常未经磁化的铁都不具有磁性（七）、阐述物质铁磁性，反铁磁性和亚铁磁性之间区别和联系（⼋）、交换作⽤模型与超交换作⽤模型的内容分别是什么。

（九）、量⼦⼒学简介（⼀）、洪德法则洪德法则（Hund's rules）简单说就是，⼀个轨道上⼀般都有⼏个“兼并能级”，例如图5中的2p轨道有3个能量⼀样的兼并能级。

在这种情况下，电⼦先⼀个萝⼘⼀个坑把所有的都占⼀遍，如果还剩电⼦，才会⼀个配⼀个的占满这些能级。

图5 （侵删）基于这些规律，我们会发现⼀个有趣的事实：在元素周期表中1. 惰性⽓体（ⅧA）的核外电⼦都恰好是全部成对的，因此不可能有净胜⾃旋；2. 主族元素（ⅠA ~ⅫA）虽然都有未配对电⼦，但在形成化合物时，这些电⼦⼀般都会成为价电⼦参与配对成键，因⽽也⼤都不具备明显的磁性；3. 只有过渡族元素具有⾮价电⼦的净剩⾃旋，因⽽也就是不同材料中磁性的主要承载者。

（⼆）、磁性的本质是什么，活着怎么从微观的⾓度解释磁性产⽣的原因作为⼀种物理场，磁场是看不见、摸不着但⼜客观存在的特殊物质。

它是磁性相互作⽤的媒介，有点神秘但却实实在在影响着我们的⽣活。

⽽题主的困惑来源于我们对磁性产⽣原因的混淆。

磁场的产⽣可以分为两⼤⽅⾯（如图1所⽰）：1、以运动电流为基础；2、以基本粒⼦的量⼦特征—⾃旋为基础。

我们需要将这两部分独⽴进⾏阐述。

题主所说的“⾼中我们就学习过，变化的电场周围会产⽣磁场”正是第⼀种起源，⽽题主接着提到的“⽐如⾮晶体中的磁性，另外有些晶体材料同样不具备明显的磁性等等”尽管不对，但其实指的就是第⼆种起源。

2. 我想多说的是第⼆个起源：以⾃旋为基础的铁磁性物质中的磁性。

金属氧化物的磁性能研究近年来，金属氧化物作为一类重要的功能材料，受到了广泛的研究和应用。

其中，金属氧化物的磁性能成为研究的热点之一。

本文将就金属氧化物的磁性能进行探讨，重点关注其原理、调控方法以及应用前景。

一、金属氧化物磁性的原理金属氧化物的磁性主要来源于其中的过渡金属离子。

过渡金属离子具有未填满的d电子能级，使其呈现出强烈的自旋和轨道角动量耦合。

这种耦合使得过渡金属离子表现出有序的磁矩排列，形成磁性。

此外，金属氧化物中的晶格结构也对磁性发挥着重要的影响。

二、金属氧化物磁性的调控方法1. 金属离子掺杂调控通过对金属氧化物进行掺杂，可以有效地改变其磁性能。

掺杂过渡金属离子可以产生局域磁矩，从而引起磁性的变化。

同时，掺杂还可以改变晶格结构，进一步影响磁性。

2. 外磁场调控外磁场作用下，金属氧化物内的磁矩会重新排列，从而改变其磁性。

通过调节外磁场的强度和方向，可以实现对金属氧化物磁性的灵活调控。

3. 温度调控温度的改变对金属氧化物的磁性能可产生显著影响。

磁性相变是指金属氧化物在特定温度下经历从顺磁性到铁磁性或反铁磁性的相变过程。

通过调节温度，可以实现金属氧化物磁性的控制。

三、金属氧化物磁性的应用前景1. 数据存储金属氧化物磁性材料可以用于数据存储器件中。

其高饱和磁化强度和稳定性使其成为高密度数据存储技术的理想选择。

2. 传感器金属氧化物的磁性可以用于制造磁传感器。

通过检测外界磁场的变化，可以实现各种传感器的灵敏度和精度的提高，从而改善传感器的性能。

3. 自旋电子学自旋电子学是近年来兴起的一种新型电子学技术。

金属氧化物的磁性可以应用于自旋电子学中的磁隧道结构、磁阻效应等方面，为新一代电子器件的发展提供基础支撑。

四、结语金属氧化物的磁性能研究具有重要的学术和应用价值。

通过深入了解金属氧化物磁性的原理和调控方法，我们可以更好地利用其独特的磁性能，开展相关领域的研究和应用。

未来，金属氧化物磁性材料的发展将会为各个领域带来新的突破和创新。

二维MoS2和MnO磁学性质的第一性原理研究的开
题报告
研究背景：
随着纳米技术的发展，二维材料逐渐成为热门研究领域。

其中，二
维过渡族金属硫属化物MoS2以其独特的光电特性和优异的电子传输性能受到了广泛的关注。

同时，单个的过渡金属氧化物MnO也具有较强的磁性，可以在磁性存储器等领域得到应用。

因此，研究二维MoS2和MnO
的磁学性质，可以为其在磁性材料方面的应用提供理论基础。

研究目的：
本研究旨在通过第一性原理方法研究单层MoS2和MnO的磁学性质。

具体目标包括研究MoS2的磁性相变特性以及MnO的磁矩大小与方向等
磁学性质。

研究内容：
1）运用第一性原理方法，建立MoS2和MnO的基本晶格结构，计
算其电子结构和磁学性质。

2）研究MoS2的磁性相变特性，包括制备不同形态的MoS2样品，测试其磁学性质，并为其磁性相变提供理论解释。

3）研究MnO的磁矩大小与方向，探究其磁性来源，并为其在磁性
存储器领域能应用提供理论支持。

研究方法：
1）采用密度泛函理论(DFT)和基于投影的平面波方法，计算材料的
结构、能带、密度等基本物理性质。

2）运用自然赝势法、广义梯度近似等现代计算方法，对二维材料进行计算。

3）通过计算体系不同状态下的自旋极化能、谷选择极化能、反铁磁性等性质，研究MoS2和MnO的磁学性质。

预期成果：
通过本研究，预计可以对二维MoS2和MnO的磁学性质进行深入理解，为其在磁性材料领域的应用提供理论支持。

同时，对于第一性原理方法的应用也可以得到一定的拓展。

AuMnX(X=Sn,Sb)MOKE谱的第一性原理研究张云丽;朱自强;巫洪章【摘要】使用密度泛函理论(DFT)第一性原理全电子缀加平面波(FLAPW)方法研究了AuMnX(X=Sb,Sn)MOKE谱.结果表明两种合金的自旋磁性主要来自Mn原子,与实验符合较好.计算结果预测AuMnSn的MOKE谱线在1.30 eV和5.30 eV存在克尔旋转角峰值,分别为-0.39°和+0.63°;对于AuMnSb则在1.01eV和5.31 eV 存在克尔转角峰值,分别为-1.71°和-1.85°.这些结果证实AuMnSb较适合做信息存储材料.【期刊名称】《周口师范学院学报》【年(卷),期】2018(035)005【总页数】6页(P34-38,53)【关键词】MOKE谱;AuMnX;密度泛函理论【作者】张云丽;朱自强;巫洪章【作者单位】周口师范学院物理与电信工程学院,河南周口466001;浙江大学物理系,浙江杭州310007;周口师范学院物理与电信工程学院,河南周口466001;周口师范学院稀土功能材料及应用实验室,河南周口466001【正文语种】中文【中图分类】O411.3近二十多年来，磁体的磁光特性的研究备受关注[1]. 一方面，因为磁光克尔效应可应用于现代存储数据的提取[2-3]，另一方面，在材料研究领域磁光克尔效应已迅速应用于分光技术. 磁光克尔旋转角大对应信息提取能力较强，因此自van Engen[4]等发现常温下具有巨大磁光克尔旋转角(-1.27°)的强磁合金PtMnSb，在理论和实验上以Mn为基的三元合金TMnX(T：d类过渡金属元素；X：p类元素)引起人们的广泛重视[5-8]. 一些C1b结构的化合物TMnX显示较宽能量范围的光谱[4，9-10]. 因此，理论研究合金TMnX的磁光效应有现实意义.最近，两种相对较新的半Heusler化合物AuMnSn和AuMnSb引起人们的注意[11]. Offernes等人用FP-LMTO方法计算研究了三元合金AuMnSn和AuMnSb 的MOKE谱，发现在1～5 eV能量范围内AuMnSn和AuMnSb的最大克尔旋转角在1.2 eV和0.6 eV处的值分别为-0.7°和-1.2°[12]，表明三元合金AuMnX较好的信息存储功能潜在应用价值. 但是，Lee等在400 ℃下研究AuMnSn的P-MOKE谱，发现AuMnSn克尔旋转角只有-0.22°[13]. 然而，Ravindran等实验发现在400 ℃下AuMnSn式不存在Au∶Mn∶Sn=1∶1∶1结构[14]. 通常情况下样品的掺杂、缺陷、应力、空位、无序可能会导致光的散射，从而改变MOKE谱，因此Lee等人对AuMnSn的P-MOKE光谱的研究结果存在争议. 理论上，Amft等利用缀加球面波(ASW[15])和局域自旋密度近似方法(LSDA)研究了AuMnX(X=In，Sn，Sb)MOKE谱特性，发现AuMnSn和AuMnSb最大克尔旋转角在0.83 eV和0.92 eV的值分别为-0.45°和-0.84°[16]. 通常情况下较ASW方法较精确，但是这种方法忽略了间隙球型重叠部分只是一种粗略近似，而跃迁矩阵的精确性强烈依赖于布洛赫波函数的精确性，所以AuMnX(X = Sn，Sb)的MOKE谱的特性值得进一步的研究证实.本文利用较精确第一性原理全电子缀加平面波近似(FLAPW)方法，研究了AuMnX 的磁性、光学属性和MOKE谱，所得结果与实验符合较好，证实了三元合金AuMnSb与AuMnSn相比具有较大密度信息存储功能. 其结果有利于理解和解决以前有关研究存在的分歧，有助于对相关材料实验研究的理解.1 结构模型和理论方法1.1 结构模型AuMnX(X=Sn，Sb)与AlLiSi具有相同结构[17]，AuMnX结构模型如图1所示，属于面心立方结构，空间群代码是216(符号：原子、Au原子和Mn原子分别占据4a(0，0，0)，4c(1/4，1/4，1/4)和4b(1/2，1/2，1/2)位置，重复单元为4，即每个晶胞含四个原胞. AuMnSn和AuMnSb的晶格常数分别取相应的实验值0.632 3 nm[11]和0.637 9 nm[19].图1 AuMnX的晶体结构图(图中黑色、浅黑的小球分别代表Mn和Sn(Sb)原子，中黑色的大球代表Au原子) 1.2 理论方法本文采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理全电子缀加平面波(FLAPW)方法的WIEN2k软件包[20]，成功地研究了Co2TiSn和Co2ZrSn的MOKE谱[21-22]. WIEN2k是众所周知应用广、精确度高的计算软件. LAPW方法是以Kohn-Sham 密度泛函理论为基础，将晶胞划分为非重叠的以原子为中心的muffin-tin原子球和剩余的球间区域. 在muffin-tin球区域，电荷密度与势函数均用以各中心原子为原点的球谐函数展开，基函数为原子径向和球谐部分的乘积；在球间区，由于势函数变化比较平缓，采用平面波为基函数来展开其电荷密度、势函数. 计算使用的Au，Mn，Sn和Sb原子的非接触原子球半径分别为2.50 a.u，2.44 a.u，3.42 a.u和3.50 a.u，球面谐波径向扩展基函数参数l最大值取10. 平面波展开到KmaxR = 8，其中Kmax为最大展开波矢量的大小，R为最小的原子球半径. 自洽计算，使用的k空间的取样点的网格化密度k-mesh为20×20×20. 在计算与光学性质有关的矩阵元时，k空间的取样点的网格化密度k-mesh为30×30×30. Au，Mn，Sn和Sb的价态和半芯态(Au：5s 5p，Mn：3p，Sn：4d，和Sb：4d)用一个能量窗口处理，计算时的基函数是扩展了LAPW方法的APW+lo方法[23]. 所有计算都采用(LSDA)的交换能和交换势，具有相对论性质的自旋轨道耦合以后处理的方式对于标量相对论的波函数进行微扰处理.磁光效应能够通过法拉第效应传输和反射克尔效应进行研究，但法拉第效应只适用于研究相当薄的薄膜. 当线性极化光被磁性物质反射时发生磁光Kerr效应，磁光Kerr效应可以通过观测磁性材料的线性偏振光反射得到. 偏振光的偏振面发生一定角度的旋转用θK表示，反射光是椭圆极化的，可以定义一个相应的克尔椭圆率ηK. MOKE在技术上的应用即所谓的极化几何位形，当初始的入射和磁化方向垂直于磁性表面所在的平面时，MOKE可通过下式描述(1)这里xx和xy分别表示光电导率张量的对角元和非对角元，ω是入射光的频率. 根据符号选用的习惯，从磁化的方向观察，极化椭圆顺时针旋转θK取正值. 材料的光电导的对角部分xx和非对角部分xy与介电张量εαβ的关系如下(2)这里δαβ是Kronecker的δ-函数，光电导张量和介电系数张量都是计算Kerr效应所必需的物理量.2 结果与讨论2.1 AuMnX的磁性表1为计算的AuMnX磁性. 从表1可以看出AuMnX(X=Sn，Sb)的磁性分别为4.03 μB和4.55 μB. 其中AuMnX(X=Sn，Sb)的Mn原子磁性分别为3.94 μB和4.14 μB. AuMnX(X=Sn，Sb)体系的磁性主要来自Mn原子贡献，其结果与实验值[11，19]3.8 μB和4.2 μB及计算值[16]4.01 μB和4.24 μB吻合的很好. 事实上磁光效应和磁性都与自旋轨道耦合和交换劈裂有关，因此磁光效应和磁性存在一定联系.表1 AuMnX(X=Sn，Sb)的磁性总磁矩/μBAuMnSnAuMnSb实验值Mn3.8[11]4.2[19]计算值[12]4.094.56计算值Mn[16]4.014.24计算值4.034.55计算值Mn3.944.142.2 AuMnX的MOKE谱计算根据量子力学理论，复杂的能级导致激发态的粒子的不同寿命，寿命τ精确近似1/|Imε|. 这里ε是复准粒子的能量，Im(ε)代表激发态能量范围. 为了描述温度效应，通常在计算偶极子转化矩阵中要引入虚能量，在光谱理论计算中加入时间寿命会明显使锐利的峰值展宽和平滑[24]. 然而在第一性原理中计算状态寿命是很困难的. 为了简化对所有能量带计算，通过固定弛豫时间作为一个基本近似. 时间寿命定义能量宽度，用洛伦兹展宽δ来表示. 另外根据Drude体系，对于自由电子弛豫效应应该用相似的方式考虑在内. 带内跃迁的复光电导可由经验的Drude表达式：(3)常数0和τD通常从实验上获得. 带间跃迁的洛伦兹展宽δ取值为0.2 eV和0.3 eV. 对AuMnSn和AuMnSb合金Drude作用参数1/τD分别取0.3 eV和0.4 eV. 通常1/τD振幅会对对角线上低能量的光电导谱影响明显. 由式(3)知ωτD对高能量导电光谱对角项的影响较小. 这个特点保证了高能态的MOKE光谱只有部分与τD选择有关.光电导张量是MOKE谱的重要参数，所以研究与能量有关的光电导是必要的. 由式(1)可知通过增加光电导非对角项和减小光电导对角项可以增加克尔旋转角，即增强该物质对信息提取能力. 为了更好地研究与光电导有关的MOKE光谱，首先研究AuMnX(X=Sn，Sb)光电导谱的对角项xx，其结果如图2，其中2(a)和2(c)分别表示洛伦兹展宽δ=0.20 eV下AuMnSn与AuMnSb的光电导谱的对角项xx；2(b)和2(d)分别表示洛伦兹展宽δ=0.30 eV下AuMnSn与AuMnSb的光电导谱的对角项xx. 从2(a)，2(b)，2(c)与2(d)可以看出AuMnSn与AuMnSb的光电导谱的对角项xx的虚部与实部的线性变化趋势很相像，但实部较虚部更加平滑，虚部相对于实部沿能量增加方向有一定的平移. AuMnSn与AuMnSb的光电导谱的实部都大于零，虚部都与横轴有交点，且在δ=0.20 eV时交点的个数和δ=0.30 eV下交点的个数一样，AuMnSn与AuMnSb的Imxx=0的个数为3个. 在δ=0.30 eV时对于AuMnSn，Imxx=0的点分别在0.00 eV, 1.27 eV和2.99 eV，而对于AuMnSb，Imxx=0的点分别在0.00 eV，0.70 eV和3.23 eV.通常，光电导是用来测量从占据态到非占据态的跃迁. MOKE通常来源于带内跃迁和带间跃迁，在低能区域光电导可归因于带内和带间跃迁，但在高能区常因为带内跃迁的几率较小而通常被忽略.图2 AuMnX(X=Sn，Sb)光电导谱的对角项xx与光子能量关系图(X=Sn时1/τD=0.3 eV，X=Sb时1/τD=0.4 eV)为了理解带间跃迁对MOKE光谱的作用，给出了AuMnX(X=Sn，Sb)两种合金的xy计算结果，如图3，其中3(a)和3(c)分别表示洛伦兹展宽δ=0.20 eV下AuMnSn与AuMnSb的xy；而3(b)和3(d)分别表示洛伦兹展宽δ=0.30 eV下的AuMnSn与AuMnSb的xy. 分别对比3(a)与3(b)，3(c)与3(d)可以看出δ由0.20 eV变化为0.30 eV，AuMnSn的σxy较AuMnSb的xy变化明显，δ=0.30 eV与δ=0.20 eV时σxy峰值相比明显减小，从3(c)可以看出AuMnSn的Rexy分别在2.16 eV，2.99 eV和5.80 eV存在峰值，而Imxy分别在1.48 eV，2.74 eV和5.39 eV存在峰值；从3(d)可以看出AuMnSb的Rexy分别在1.73 eV和5.11 eV存在峰值，而Imxy分别在0.46 eV，2.66 eV和5.41 eV存在峰值，可见X点原子对xy谱线峰值位置作用明显.图3 AuMnX(X=Sn，Sb)光电导谱的非对角相xy与光子能量关系图(X=Sn时1/τD=0.3 eV，X=Sb时1/τD=0.4 eV)最后，在已算参数xx和xy基础上利用方程(1)分别得到了AuMnSn和AuMnSb的MOKE谱(包括克尔旋转角和克尔椭圆率)特点，结果如图4，其中4(a)和4(c)分别表示洛伦兹展宽δ=0.20 eV下AuMnSn与AuMnSb的MOKE谱；而4(b)和4(d)分别表示洛伦兹展宽δ=0.30 eV下的AuMnSn与AuMnSb的MOKE谱. 由图4(c)可以看出AuMnSn的克尔椭圆率与克尔转角线形变化趋势基本一致，克尔椭圆率相对于克尔转角沿光子能量增加方向有一定的平移，AuMnSn的MOKE 谱线克尔转角在1.30 eV和5.30 eV存在主峰分别为-0.39°和0.63°，并在2.18 eV和3.05 eV存在侧峰分别为-0.22°和0.13°；而对AuMnSb如图4(d)MOKE的克尔椭圆率与克尔转角线形变化趋势明显不同，谱线克尔转角在1.01 eV和5.31 eV存在主峰分别为-1.71°和-1.85°，在0.41eV存在侧峰为0.24°. 对比4(a)与4(b)，4(c)与4(d)可以看出当洛伦兹展宽δ从0.20 eV变到0.30 eV，AuMnSn和AuMnSb的最大克尔旋转角分别从0.81°和-2.20°变到0.63°和-1.85°，这个变化与图3中的δ从0.20 eV变到0.30 eV时xy峰值减小有关系，AuMnSb 的克尔旋转角明显比AuMnSn大，这与先前理论计算一致[12，16]. 从这个工作可以看出对于这两种合金来说克尔旋转角与能量的依赖关系很不一样，该研究结果显示光电导和克尔旋转角对电子结构特别敏感，虽然两者有相似的晶体结构和粗糙的电子态结构. 研究发现，AuMnSn和AuMnSb明显展现出不同的特点. AuMnSn的MOKE谱波动较大，温度变化对其影响较明显；而AuMnSb的MOKE光谱变化较平缓，AuMnSn和AuMnSb的最大克尔旋转角的差别是由于不同电子态所致.为了探究克尔旋转角光谱的起因，将克尔旋转角图4(b)分别与对角光电导谱图2(b)和非对角光电导谱图3(b)对比，有意思的是通过分析发现AuMnSn克尔旋转角图4(b)在1.30 eV和3.05 eV的两个克尔旋转角峰值分别与在1.27 eV和2.99 eV 时Imσxx=0，以及在1.48 eV和2.99 eV分别存在的Imxy和Rexy峰值有关. 2.18 eV和5.30 eV能量位置的旋转角峰值分别与2.16 eV的Rexy的峰值和5.39 eV的Imxy的峰值有关联，同样对于AuMnSb通过分析发现在0.41 eV和5.31 eV的两个克尔旋转角峰值分别于在0.46 eV和5.40 eV时Imxy存在峰值有关. 同时也注意到Imσxy的峰值比克尔旋转角θK峰值滞后，对于AuMnSn和AuMnSb分别滞后，说明Imσxy对其克尔旋转角可能存在滞后的关系，这可能与图2和图3提到的光电导的虚部相对于实部沿能量增加方向有一定的平移有关. AuMnSn和AuMnSb体系的MOKE谱不一样，显示了Sn(或Sb)重要角色.图4 AuMnX(X=Sn，Sb)的MOKE与光子能量关系图图5给出了通过计算研究得到AuMnSn的MOKE光谱及与以往的实验和计算结果，通过5(a)和5(b)可以看出MOKE计算结果无论是克尔旋转角还是克尔椭圆率其线形变化趋势和峰值位置与Offernes等人预测吻合较好，但峰值明显比Offernes等人预测较小，峰值的大小更接近于实验值. 与Amft等人计算的结果存在明显的差别，沿光子能量增大方向平移0.5 eV，计算结果与实验吻合的较好. 但理论计算结果与实验还是存在差异，其差异原因分别由于：首先可能是由于克尔效应与温度有关[25]；其次，通常情况下光常数如光电导依赖于样品生长的条件[26-27]；最后，理论计算光谱只适用于理想晶体而实验测量与报道值通常可能来自不同单晶.图5 AuMnSn的MOKE谱与光子能量关系图3 结论基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理全电子缀加平面波(FLAPW)方法，计算AuMnX的磁性和MOKE谱. 结果表明AuMnX的自旋磁矩主要来自Mn原子，与实验符合较好. 与先前理论计算研究相比，笔者研究的结果MOKE谱显示明显不同特点. 在适当的洛伦兹展宽(δ = 0.30 eV)下AuMnSn的MOKE谱线在1.30 eV 和5.30 eV分别存在较大峰值的克尔旋转角，其值分别为-0.39°和+0.63°，且在可见光内的2.18 eV和3.05 eV分别存在较小峰值的克尔旋转角，其值分别为-0.22°和0.13°. 对于AuMnSb，而是在0.41 eV，1.01 eV和5.31 eV存在克尔旋转角峰值，其对应的值分别为0.24°，-1.71°和-1.85°. 从而证实了三元合金AuMnSb与AuMnSn相比具有较大密度信息存储功能与实验结果一致.参考文献：【相关文献】[1]Schoenes J, Troisi F, Brück E, et al. Electrical resistivity and Hall-effect study of UN1Al single crystals [J]. J. Magn. Magn. Mater., 1992, 108(1-3):40-42.[2] Mee C D, Daniel E D. 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CrSb 的磁性能：第一性原理研究我们介绍了闪锌矿结构和NiAs 结构中的CrSb 的磁性能的第一性原理研究。

最后我们使用了局域自旋密度和广义梯度近似中的全电子全电势线性平面波方法。

给出了不同结构和相得各种物理量，诸如总磁矩和局部磁矩。

除此之外，通过计算内聚能，能带结构，态密度以及荷质比密度来对所研究的性质的进行详细分析。

CrSb 是闪锌矿结构中磁矩为3.000../B u f μ的半金属铁磁体。

在平衡体积下它的半金属能隙达到0.69eV 。

1. 引言最近de Groot et al.介绍了一类磁性材料，通过结合半导体技术和磁性能开启了磁电器件的发展之门。

这种spintronic 器件开发了自旋电子以及它们电荷的存储和传输的信息。

它们是半金属(HMs),即，在一个费米能级只出现一个自旋方向带隙的材料，而其它自旋方向具有金属特征。

因此期望从这些材料中得到100%自旋极化的传导电子。

已经使用将过渡金属掺杂到III-V 族或II-VI 族半导体或者从弱磁性半导体中(DMSs)中寻找这种可能的磁性材料。

其他可能性包括使用分子束外延从闪锌矿结构或纤锌矿结构中不断增长的二元化合物中寻找这种磁性材料。

在这些化合物中，CrSb 得到了特别的关注。

我们知道的CrSb 的一般结构是六角晶相(NiAs 型)，它在710K 的Neel 温度下是反铁磁性的。

最近，在闪锌矿结构中利用分子束外延方法在III-V 半导体上生成了CrSb 薄膜并且被证实在室温下可以显示铁磁行为。

一些理论研究已经处理了CrSb 的这个相。

Lui 用全电势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法预测了闪锌矿结构中的一种HM CrSb 晶相，它可以达到0.774eV ，磁矩可达3.000../B u f μShirai 计算了ZB-CrSb 的Curie 温度并发现此温度等于1600K 。

在这篇文章中我们延续了以前的研究，使用代表技术发展水平的从头计算自洽FPLAPW 方法对ZB 和NiAs 结构的CrSb 的电子性质和磁性能提供一个更完整的理解。