Ab initio дослідження електронних, магнітних та оптичних властивостей шпінелі CuRh2O4: розрахунок з перших принципів

Автори Radia Bencheikh1, Karima Belakroum1, Yamina Benkrima2
Приналежність

1 Laboratory of the Development of New and Renewable Energies in Arid Zones, Ouargla university, 30000 Ouargla, Algeria. Kasdi Merbah-Ouargla university, Mathematics and Materials Science faculty, Physics department, route de Ghardaia, Ouargla 30000, Algeria

2 Ecole normale supérieure of Ouargla, Algeria

Е-mail radiabencheikh01@gmail.com
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 5
Дати Одержано 25 липня 2021; у відредагованій формі 20 жовтня 2021; опубліковано online 25 жовтня 2021
Посилання Radia Bencheikh, Karima Belakroum, Yamina Benkrima, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 5, 05025 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(5).05025
PACS Number(s) 71.20. – b, 78.20.Ci
Ключові слова Шпінель (6) , Теорія функціонала густини (DFT), Електронні властивості (11) , Магнітні властивості (10) , Оптичні властивості (26) .
Анотація

У роботі структурні, електронні, магнітні та оптичні властивості шпінелі CuRh2O4, яка має тетрагональне впорядкування (I41/amd), були вивчені при кімнатній температурі за допомогою теорії функціонала густини (DFT) та коду SIESTA за методом надм'якого псевдопотенціалу. Дійсно, цей метод є корисним для прогнозування кристалічних структур шпінелі CuRh2O4. Кристалічні структури були оптимізовані за допомогою узагальненого градієнтного наближення (GGA) за схемою, описаною Пердью-Берком-Ернзергофом (PBE), та проаналізовані на основі густини станів (DOS), прогнозованої густини станів (PDOS) та зонної структури. Розраховані структурні параметри цієї сполуки узгоджуються з наявними експериментальними даними, тому отримані результати можна розглядати як прогнози. Перекриття валентної зони та зони провідності на рівні Фермі вказує на те, що CuRh2O4 має металеву природу. Існує сильна гібридизація між орбіталями Cu 3d та O 2p і орбіталями Rh 4d та O 2p. Магнітний внесок атомів CuRh2O4 вищий для атомів Rh на 4d-орбіталі, він також існує для атомів Cu на 3d-орбіталі. Стосовно атомів O, є невеликий внесок на орбітальному рівні 2p. Загальний магнітний момент атомів оцінюється в 1,98 μ_B. Ці результати показують, що CuRh2O4 може поглинати всі частоти між видимим світлом та крайньою УФ-областю. Порівняння розрахованих параметрів ґратки та інших властивостей з наявними експериментальними значеннями виявило їх сумісність. Ці результати цілком узгоджуються з результатами експерименту.

Перелік посилань