Теоретичне дослідження шпінельної структури CuCr2O4 в тетрагональній фазі з використанням теорії функціоналу густини

Автори Radia Bencheikh , Karima Belakroum
Приналежність

Université Kasdi Merbah-Ouargla, Faculté des Mathématiques et des Sciences de la Matière, Département de Physique, Route de Ghardaïa 30000, Alegria

Е-mail
Випуск Том 14, Рік 2022, Номер 5
Дати Одержано 03 серпня 2022; у відредагованій формі 24 жовтня 2022; опубліковано online 28 жовтня 2022
Посилання Radia Bencheikh, Karima Belakroum, Ж. нано- електрон. фіз. 14 № 5, 05030 (2022)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.14(5).05030
PACS Number(s) 71.20. – b, 78.20.Ci
Ключові слова CuCr2O4, структура шпінелі (2) , Теорія функціоналу густини (DFT) (2) , Електронна зонна структура, Магнітні властивості (10) .
Анотація

Ми представляємо детальне теоретичне дослідження потрійних оксидів шпінелі CuCr2O4 з тетрагональною структурою I41/amd за допомогою теорії функціоналу густини (DFT). Розрахунки були вико-нані з використанням двох наближень до DFT, а саме наближення локальної щільності (LDA) і наближення узагальненого градієнта (GGA), обидва в спін-поляризованій версії. Для LDA ми використову-вали обмінно-кореляційний потенціал Ceperley-Alder, тоді як для розрахунків GGA ми використовували схему Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). Ми оптимізували кристалічні структури за допомогою методу плоскої хвилі псевдопотенціалу та проаналізували на основі густини станів (DOS), парціальної густини станів (PDOS) та електронної зонної структури. Дійсно, це корисний метод прогнозування кристаліч-них структур CuCr2O4. PDOS Cu, Cr та O показала, що катіон Cr є домінуючим джерелом для вивчення магнітних властивостей CuCr2O4. Розрахунки спінової поляризації, виконані для CuCr2O4, і DOS пока-зують, що існує велике спінове розщеплення між каналами зі спінами вгору та вниз поблизу рівня Фермі, що підтверджує p-d гібридизацію. Теоретично розрахований магнітний момент трохи перевищує експериментальні результати. Зроблено висновок, що оптимізований параметр решітки для GGA на-багато краще узгоджується з експериментальними результатами, ніж для LDA. Валентна зона та зона провідності перекривали одна одну на рівні Фермі, що вказує на металеву природу CuCr2O4. Карти різниці густини заряду показують, що зв'язки Cu–Cr міцніші, ніж зв'язки Cu–O. Отримані результати порівняли з експериментальними значеннями та виявили гарне узгодження з ними. Результати даного дослідження можуть бути використані в майбутньому аналізі термодинамічних, оптичних і пружних властивостей цієї сполуки.

Перелік посилань