На першому етапі методом оптимізації було знайдено структуру кристала ZnSe, легованого атомами хрому (ZnCrSe). На другому етапі електронні властивості цього матеріалу були оцінені в рамках двох підходів. Обмінно-кореляційні функціонали, включені в розрахунки, базуються на узагальненому градієнтному наближенні (GGA) та гібридному функціоналі PBE0. Підхід GGA забезпечує металевий стан для електронів зі спіном вгору, а для протилежної орієнтації спіна матеріал ZnCrSe є напівпровідником із шириною забороненої зони 2,48 еВ. Гібридний функціонал PBE0 також приводить до безщілинного стану для електронних станів зі спіном вгору, а для спінів униз значення ширини забороненої зони дорівнює 2,39 еВ. Магнітний момент елементарної комірки, знайдений з двома функціоналами, однаковий і дорівнює 4μB(магнетони Бора). Отже, розрахунки з двома обмінно-кореляційними функціоналами передбачають напівметалеві властивості матеріалу ZnCrSe, що робить його цікавим кандидатом для застосувань у спінтроніці.
- H. Zaari, M. Boujnah, A. El Hachimi, A. Benyoussef, and A. El Kenz, ”Optical properties of ZnTe doped with transition metals (Ti, Cr and Mn)”, Optical and Quantum Electronics, vol. 46, no.1, pp. 75-86, 2014.
https://doi.org/10.1007/s11082-013-9708-y - R.Yu. Petrus, H.A. Ilchuk, V.M. Sklyarchuk, A.I. Kashuba, I.V. Semkiv, and E.O. Zmiiovska, ”Transformation of Band Energy Structure of Solid Solutions CdMnTe”, J. Nano- Electron. Phys., vol. 10, no. 6, pp. 06042(5), 2018.
https://doi.org/10.21272/jnep.10(6).06042 - S.V. Syrotyuk and O.P. Malyk, ”Effect of Strong Correlations on the Spin-polarized Electronic Energy Bands of the CdMnTe Solid Solution”, J. Nano- Electron. Phys., vol. 11, no.1, pp. 01009(6), 2019.
https://doi.org/10.21272/jnep.11(1).01009 - P.E. Blöchl, ”Projector augmented-wave method”, Phys. Rev. B, vol. 50, no. 24, pp. 17953–17979, 1994.
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.17953 - F. Tran, P. Blaha, K. Schwarz, and P. Novak, ”Hybrid exchange-correlation energy functionals for strongly correlated electrons: Applications to transition-metal monoxides”, Phys. Rev. B, vol. 74, pp. 155108(10), 2006.
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.155108 - J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, ”Generalized Gradient Approximation Made Simple”, Phys. Rev. Letters, vol. 77, pp. 3865–3868, 1996.
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865 - S. V. Syrotyuk, Yu. M. Khoverko, N. O. Shcherban, and A. A. Druzhinin, ”Effect of the strong electron correlation on the spin-resolved electronic structure of the doped crystals Si < B, Fe>, Si < B, Co > and Si < B, Ni>”, Molecular Crystals and Liquid Crystals, vol. 700, no.1, pp. 1-12, 2020.
https://doi.org/10.1080/15421406.2020.1732546 - S. Babaie-Kafaki and Z. Aminifard, ”Two–parameter scaled memoryless BFGS methods with a nonmonotone choice for the initial step length”, Numer. Algorithms, vol. 82, no. 4, pp. 1345–1357, 2019.
https://doi.org/10.1007/s11075-019-00658-1 - X. Gonze, F. Jollet, F. Abreu Araujo, D. Adams, et al., ”Recent developments in the ABINIT software package”, Comput. Phys. Comm., vol. 205, pp. 106 -131, 2016.
https://doi.org/10.1016/j.cpc.2016.04.003 - T. Graf, C. Felser and S.S.P. Parkin, ”Simple rules for the understanding of Heusler compounds”, Prog. Solid State Chem., vol. 39, no. 1, pp. 1–50, 2011.
https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2011.02.001 - K. Elphick, et al., ”Heusler alloys for spintronic devices: review on recent development and future perspectives”, Sci. Technol Adv. Mater, vol. 22, no.1, pp. 235-271, 2021.
https://doi.org/10.1080/14686996.2020.1812364