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Erschienen in: Metals and Materials International 4/2018

17.03.2018

Electronic, Magnetic and Optical Properties of 2D Metal Nanolayers: A DFT Study

verfasst von: Prabal Dev Bhuyan, Sanjeev K. Gupta, Deobrat Singh, Yogesh Sonvane, P. N. Gajjar

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 4/2018

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Abstract

In the recent work, we have investigated the structural, electronic, magnetic and optical properties of graphene-like hexagonal monolayers and multilayers (up to five layers) of 3d-transition metals Fe, Co and Ni based on spin-polarized density functional theory. Here, we have taken two types of pattern namely AA-stacking and AB-stacking for the calculations. The binding energy calculations show that the AA-type configuration is energetically more stable. The calculated binding energies of Fe, Co and Ni-bilayer monolayer are − 3.24, − 2.53 and − 1.94 eV, respectively. The electronic band structures show metallic behavior for all the systems and each configurations of Fe, Co and Ni-atoms. While, the quantum ballistic conductances of these metallic systems are found to be higher for pentalayer than other layered systems. The density of states confirms the ferromagnetic behavior of monolayers and multilayers of Fe and Co having negative spin polarizations. We have also calculated frequency dependent complex dielectric function, electronic energy loss spectrum and reflectance spectrum of monolayer to pentalayer metallic systems. The ferromagnetic material shows different permittivity tensor (ɛ), which is due to high spin magnetic moment for n-layered Fe and Co two-dimensional (2D) nanolayers. The theoretical investigation suggests that the electronic, magnetic and optical properties of 3d-transition metal nanolayers offers great promise for their use in spintronics nanodevices and magneto-optical nanodevices applications.

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Metadaten
Titel
Electronic, Magnetic and Optical Properties of 2D Metal Nanolayers: A DFT Study
verfasst von
Prabal Dev Bhuyan
Sanjeev K. Gupta
Deobrat Singh
Yogesh Sonvane
P. N. Gajjar
Publikationsdatum
17.03.2018
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 4/2018
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-018-0102-y

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