بررسی خواص ساختاری و مغناطیسی انبوهی نیم فلز MnAs

امروزه از مواد جدیدی برای ساخت قطعات الکترونیکی از قبیل ترانزیستورها، حافظههای مغناطیسی، هد خوانها و استفاده میشود، که این همزمان با کشف مقاومتهای مغناطیسی تونلیTMR)و مقاومتهای مغناطیسی بزرگGMR) است. آلیاژهای هویسلر و ترکیبات دوتایه عناصر واسطه گروه 5 و 6 جدول تناوبی از جمله این مواد هستند. این مواد دارای خاصیت نیمفلزی هستند، یعنی در یک حالت اسپینی رفتاری کاملاً فلز مانند و درحالت اسپینی دیگر رفتار نیمرسانایی دارند. یعنی الکترون سطح فرمی این مواد دارای قطبش اسپینی 100 % است. از این دسته مواد نیمفلزMnAs است که در این مقاله به مطالعه خواص ساختاری و مغناطیسی انبوهه آن می پردازیم. الکترون سطح فرمی این ماده دارای قطبش اسپینی 100 % است ابتدا با رسم نمودار انرژی-حجم پارامترهای شبکهای بهینه را به دست میآوریمa=5.72Ao این ترکیب را در دو فازNiAs و Zinc-Blend رشد دادهایم. با رسم نمودارهای چگالی حالات و مقایسه آنها برای فازها و حالت های اسپینی مختلف در مییابیم که خاصیت نیم فلزی این ترکیب در فازZB نمایان خواهد شد. به همین منظور برای استفاده صنعتی از این ترکیبات آنها را بر روی زیر لایه هایی با همین ساختار رشد میدهند. ممانهای مغناطیسی کلی و اتمهای جزئی را برای هر دو فاز بر حسب تغییرات حجم محاسبه کردهایم. ملاحضه میشود کهدر فازZB در حجم های بالاتر از حجم تعادلی ممان مغناطیسی به مقدار ثابتμB4 میرسد اما برای فاز NiAs همواره در حال افزایش است، که از ویژگیهای مواد نیمفلزی داشتن ممان مغناطیسی با عدد درست است. در ادامه ساختار نواری این ترکیب را رسم کردهایم. و در پایان تغییرات گاف انرژی و انرژی فرمی را بر اساس تغییرات حجم محاسبه کردهایم.

Keywords:

مقاومت مغناطیسی , نیمفلز , اسپینترونیک. MnAs