半赫斯勒合金CrMnZ(Z=P,As,Sb)的结构、磁性与半金属性

为了探究半赫斯勒合金 CrMnZ的材料与电子性质，预测其用途，采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，利用 Materials studio 6.0中的 CASTEP模块建模，计算了半赫斯勒合金CrMnZ(Z=P,As,Sb）的结构、磁性与半金属性 能。通过几何优化得出，CrMnP,CrMnAs和CrMnSb的平衡晶格常数分别为5.53,5.80和6.18■，平衡状态下能量分别为-13 206.983 0,-13 175.509 6和-13 089.869 6eV。通过磁矩计算结果和能带图的分析，计算的总磁矩接近于零，并在费米能级附近存在带隙，据此认为 CrMnP和 CrMnAs合金为半金属反铁磁性材料。Cr原子和 Mn原子的磁矩呈反平行排列。通过对态密度图的分析可以得出，半赫斯勒合金CrMnZ的带隙主要来自于 Cr-3d和 Mn-3d电子的能级劈裂。CrMnP,CrMnAs和 CrMnSb分别在5.32～5.67■，5.37～5.74■和5.53～5.93■保持半金属性质。