Skip to main content
Erschienen in: Physics of Metals and Metallography 13/2021

10.09.2021 | ELECTRICAL AND MAGNETIC PROPERTIES

The Preservation of the Half-Metallicity during the Substitution of Manganese in \({\text{Ba}_{{1 - x}}}{\text{Mn}_{x}}\text{O}\) Alloy

verfasst von: R. Chaala, D. Bensaid, B. Doumi, S. Hebri, N. Bouzouira, Y. Azzaz

Erschienen in: Physics of Metals and Metallography | Ausgabe 13/2021

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The object of this study is to investigate the half-metallicity, electronic structures and magnetic in the Ba1 – xMnxO compounds under the effect of substitution of Mn impurity at the different composition x = 0.25, 0.5, and 0.75 by the use of density functional theory (DFT) based first principle calculations. The half-metallic ferromagnetism is explained by analyzing the density of states. The ferromagnetic states configuration is originated from the 3d-eg (Mn) partially filled states associated with pd exchange mechanism. For the three concentrations, the total magnetic moment is integral member, which is mainly contributed by the magnetic moment Mn atom. We have found that Ba0.75Mn0.25O, Ba0.5Mn0. 5O and Ba0.25Mn0.75O compounds have direct half-metallic ferromagnetic gaps of 0.834, 0.58 and 0.368 eV, respectively, which decrease with increasing Mn concentration. Therefore, the Ba1 – xMnxO materials seem to be potential candidates for possible applications of semiconductor spintronics.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
3.
Zurück zum Zitat V. Ivády, I. A. Abrikosov, E. Janzén, and A. Gali, Phys. Rev. B 87, 205201 (2013).CrossRef V. Ivády, I. A. Abrikosov, E. Janzén, and A. Gali, Phys. Rev. B 87, 205201 (2013).CrossRef
4.
Zurück zum Zitat S. Methfessel and D. C. Mattis, in Magnetism, Magnetic Semiconductors, vol. XVIII/1 of Encyclopedia of Physics, 389562 (1968). S. Methfessel and D. C. Mattis, in Magnetism, Magnetic Semiconductors, vol. XVIII/1 of Encyclopedia of Physics, 389562 (1968).
5.
Zurück zum Zitat M. L. Reed, N. A. El-Masry, H. H. Stadelmaier, M. K. Ritum, and M. J. Reed, Appl. Phys. Lett. 79, 3473 (2001).CrossRef M. L. Reed, N. A. El-Masry, H. H. Stadelmaier, M. K. Ritum, and M. J. Reed, Appl. Phys. Lett. 79, 3473 (2001).CrossRef
6.
Zurück zum Zitat E. Sarigiannidou, F. Wilhelm, E. Monroy, R. M. Galera, E. Bellet-Amalric, A. Rogalev, J. Goulon, J. Cibert, and H. Mariette, Phys. Rev. B 74, 041306R (2006).CrossRef E. Sarigiannidou, F. Wilhelm, E. Monroy, R. M. Galera, E. Bellet-Amalric, A. Rogalev, J. Goulon, J. Cibert, and H. Mariette, Phys. Rev. B 74, 041306R (2006).CrossRef
7.
Zurück zum Zitat T. Graf, M. Gjukic, M. S. Brandt, and M. Stutzmann, “The Mn3+=2+ acceptor level in group III nitrides,” Appl. Phys. Lett. 81, 5159 (2002).CrossRef T. Graf, M. Gjukic, M. S. Brandt, and M. Stutzmann, “The Mn3+=2+ acceptor level in group III nitrides,” Appl. Phys. Lett. 81, 5159 (2002).CrossRef
8.
Zurück zum Zitat H. Lakhdari, J. Supercond. Nov. Magn. 31, No. 10 (2018). H. Lakhdari, J. Supercond. Nov. Magn. 31, No. 10 (2018).
9.
Zurück zum Zitat H. Bahloul, J. Supercond. Nov. Magn. 31, No. 12 (2018). H. Bahloul, J. Supercond. Nov. Magn. 31, No. 12 (2018).
11.
Zurück zum Zitat W. H. Strewlow and E. L. Cook, J. Phys. Chem. Ref. Data 2, 163 (1973).CrossRef W. H. Strewlow and E. L. Cook, J. Phys. Chem. Ref. Data 2, 163 (1973).CrossRef
12.
Zurück zum Zitat X. Yang, Y. Wang, Y. Chen, and H. Yan, Acta Phys. Pol., A 126, 64 (2016).CrossRef X. Yang, Y. Wang, Y. Chen, and H. Yan, Acta Phys. Pol., A 126, 64 (2016).CrossRef
13.
Zurück zum Zitat J. A. McLeod, R. G. Wilks, N. A. Skorikow, L. D. Finkelstein, M. Abu-Samak, E. Z. Kurmaev, and A. Moewes, Phys. Rev. B 81, 245123 (2010).CrossRef J. A. McLeod, R. G. Wilks, N. A. Skorikow, L. D. Finkelstein, M. Abu-Samak, E. Z. Kurmaev, and A. Moewes, Phys. Rev. B 81, 245123 (2010).CrossRef
14.
Zurück zum Zitat J. Junquera, M. Zimmer, P. Ordejón, and P. Ghosez, Phys. Rev. B 67, 155327 (2003).CrossRef J. Junquera, M. Zimmer, P. Ordejón, and P. Ghosez, Phys. Rev. B 67, 155327 (2003).CrossRef
15.
Zurück zum Zitat J. Kuneš, A. Lukoyanov, V. Anisimov, R. T. Scalettar, and W. E. Pickett, Nat. Mater. 7, 198–202 (2008).CrossRef J. Kuneš, A. Lukoyanov, V. Anisimov, R. T. Scalettar, and W. E. Pickett, Nat. Mater. 7, 198–202 (2008).CrossRef
16.
Zurück zum Zitat J. E. Pask, D. J. Singh, I. I. Mazin, C. S. Hellberg, and J. Kortus, Phys. Rev. B 64, 024403 J. E. Pask, D. J. Singh, I. I. Mazin, C. S. Hellberg, and J. Kortus, Phys. Rev. B 64, 024403
18.
Zurück zum Zitat M. D. Towler, N. L. Allan, N. M. Harrison, V. R. Saunders, W. C. Mackrodt, and E. Apra, Phys. Rev. B 50, 5041 (1994).CrossRef M. D. Towler, N. L. Allan, N. M. Harrison, V. R. Saunders, W. C. Mackrodt, and E. Apra, Phys. Rev. B 50, 5041 (1994).CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S. Massidda, A. Continenza, M. Posternak, and A. Baldereschi, Phys. Rev. Lett. 74, 2323 (1995).CrossRef S. Massidda, A. Continenza, M. Posternak, and A. Baldereschi, Phys. Rev. Lett. 74, 2323 (1995).CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Fujimori, N. Kimizuka, T. Akahane, T. Chiba, S. Kimura, F. Minami, K. Siratori, M. Taniguchi, S. Ogawa, and S. Suga, Phys. Rev. B 42, 7580 (1990).CrossRef Fujimori, N. Kimizuka, T. Akahane, T. Chiba, S. Kimura, F. Minami, K. Siratori, M. Taniguchi, S. Ogawa, and S. Suga, Phys. Rev. B 42, 7580 (1990).CrossRef
21.
Zurück zum Zitat T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, and D. Ferrand, Science 287, 1019 (2000).CrossRef T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, and D. Ferrand, Science 287, 1019 (2000).CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat Z. Wu and R. E. Cohen, Phys. Rev. B 73, 1–6 (2006). Z. Wu and R. E. Cohen, Phys. Rev. B 73, 1–6 (2006).
24.
Zurück zum Zitat P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz, WIEN2k, An Augmented Plane Wave C Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, Ed. by K. Schwarz (Technical Universitaet Wien, Wien, 2001). P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz, WIEN2k, An Augmented Plane Wave C Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, Ed. by K. Schwarz (Technical Universitaet Wien, Wien, 2001).
25.
Zurück zum Zitat P. Blaha, K. Schwarz, P. Sorantin, and S. B. Tricky, Comput. Phys. Commun. 59, 399 (1990).CrossRef P. Blaha, K. Schwarz, P. Sorantin, and S. B. Tricky, Comput. Phys. Commun. 59, 399 (1990).CrossRef
26.
Zurück zum Zitat P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz. WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties (Karlheinz Schwarz, Techn. Universitaet Wien, Wien, 2001). P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz. WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties (Karlheinz Schwarz, Techn. Universitaet Wien, Wien, 2001).
27.
Zurück zum Zitat K. Schwarz, P. Blaha, and G. K. H. Madsen, Comput. Phys. Commun. 147, 71 (2002).CrossRef K. Schwarz, P. Blaha, and G. K. H. Madsen, Comput. Phys. Commun. 147, 71 (2002).CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat H. Lakhdari, B. Doumi, A. Mokaddem et al., J. Supercond. Nov. Magn. 32, 1781 (2019).CrossRef H. Lakhdari, B. Doumi, A. Mokaddem et al., J. Supercond. Nov. Magn. 32, 1781 (2019).CrossRef
30.
Zurück zum Zitat K. L. Yao, G. Y. Gao, Z. L. Liu, and L. Zhu, Solid State Commun. 133, 301 (2005).CrossRef K. L. Yao, G. Y. Gao, Z. L. Liu, and L. Zhu, Solid State Commun. 133, 301 (2005).CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Y. Gao, K. L. Yao, E. Şaşıoğlu, L. M. Sandratskii, Z. L. Liu, and J. L. Jiang, Phys. Rev. B 75, 174442 (2007).CrossRef Y. Gao, K. L. Yao, E. Şaşıoğlu, L. M. Sandratskii, Z. L. Liu, and J. L. Jiang, Phys. Rev. B 75, 174442 (2007).CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S. Sanvito, P. Ordejon, and N. A. Hill, Phys. Rev. B 63, 165206 (2001).CrossRef S. Sanvito, P. Ordejon, and N. A. Hill, Phys. Rev. B 63, 165206 (2001).CrossRef
34.
Zurück zum Zitat H. Raebiger, A. Ayuela, and R. M. Nieminen, J. Phys.: Condens. Matter 16, L457 (2004). H. Raebiger, A. Ayuela, and R. M. Nieminen, J. Phys.: Condens. Matter 16, L457 (2004).
Metadaten
Titel
The Preservation of the Half-Metallicity during the Substitution of Manganese in Alloy
verfasst von
R. Chaala
D. Bensaid
B. Doumi
S. Hebri
N. Bouzouira
Y. Azzaz
Publikationsdatum
10.09.2021
Verlag
Pleiades Publishing
Erschienen in
Physics of Metals and Metallography / Ausgabe 13/2021
Print ISSN: 0031-918X
Elektronische ISSN: 1555-6190
DOI
https://doi.org/10.1134/S0031918X20140057

Weitere Artikel der Ausgabe 13/2021

Physics of Metals and Metallography 13/2021 Zur Ausgabe