Etude des Propriétés Structurales, Magnétiques et Optoélectroniques des demi Heusler CrNiZ (Z=Al, Si et As)

Abstract

The present work performs self-consistent ab initio full potential-linearized augmented plane wave (FP- LAPW) method within the frame work of the spin-polarized density functional theory (DFT) to study the structural, electronic, magnetic and optical properties of the half Heusler alloys CrNiZ (Z = Al, Si and As) in all three phases (,  and  phases) using generalized gradient approximation (GGA) by Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE). We have calculated the lattice parameters, bulk modulus and the first pressure derivatives of the bulk modulus, spin-polarized band structures, and total and partial densities of states. The obtained results of the spin-polarized band structure and the density of states show that the minority-spin electrons have metallic but the majority-spin bands are metallic. Total magnetic moments are an integer, which proves that these compounds are half-metals. Finally, we calculated the optical properties such as complex dielectric functions, refractive index and absorption coefficient. Thus, it is clear by the results obtained that our compound CrNiAl is candidate material for future spintronic applications. Keywords: Half Heusler alloys; Electronic structure; Magnetic moments; Optical properties.

Résumé : Le présent travail effectue une méthode d'onde plane augmentée linéarisée à potentiel complet auto-cohérente ab initio (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie fonctionnelle de la densité polarisée en spin (DFT) pour étudier les propriétés structurelles, électroniques, magnétiques et optiques de la demi Heusler allie CrNiZ (Z = Al, Si et As) dans les trois phases (phases ,  et ) en utilisant l'approximation du gradient généralisé (GGA) par Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE). Nous avons calculé les paramètres du réseau, les modules de volume et les premières dérivées de pression des modules de volume, les structures de bandes polarisées en spin et les densités d'états totales et partielles. Les résultats obtenus de la structure de bande polarisée en spin et de la densité d'états montrent que les électrons à spin minoritaire sont métalliques mais que les bandes à spin majoritaire sont métalliques. Les moments magnétiques totaux sont un nombre entier, ce qui prouve que ces composés sont des demi-métaux. Finalement nous avons calculé les propriétés optiques du composé CrNiAl, les résultats obtenus que le composé CrNiAl est un bon candidat pour des futures applications spintroniques. Mots-clés : Alliages demi-Heusler ; Structure électronique ; Moments magnétiques ; Propriétés optiques.

الملخص: التماسك التلقائي من الدوراني (DFT) لدراسة الخصائص الهيكلية والإلكترونية والمغناطيسية . يجمع half ) Asفي المراحل الثالث ( و مراحل باستخدام و Si و CrNiZ (Z = Al) بين Heusler تقريب التدرج المعمم ) GGA) بواسطة (PBE Ernzerhof - Burke - .)Perdew قمنا بحساب المعلمات الشبكية ، ومعامالت الحجم ومشتقات الضغط األولى لوحدات الحجم ، وهياكل النطاق المستقطب الدوراني والكثافة الكلية والجزئية للحاالت . تُظهر النتائج التي تم الحصول عليها من بنية النطاق المستقطب الدوراني وكثافة الحاالت أن إلكترونات أقلية الدوران معدنية ولكن نطاقات الغالبية المغزلية معدنية . مجموع اللحظات المغناطيسية عبارة عن عدد صحيح ، مما يثبت أن هذه المركبات عبارة عن أنصاف معادن . أخير ا قمنا بحساب الخصائص البصرية لمركب CrNiAl ، هو مرشح جيد للتطبيقات CrNiAl والنتائج التي تم الحصول عليها أن مركب spintronic المستقبلية.

الكلمات المفتاحية: سبائك نصف هيوسلر ؛ الهيكل الإلكتروني لحظات مغناطيسية الخواص البصرية.