The Spin-Polarized Electronic and Magnetic Properties of Zinc Selenide Heavy Doped with Chromium

Simple item page
dc.citation.epage31
dc.citation.issue1
dc.citation.spage28
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorСиротюк, Степан
dc.contributor.authorSyrotyuk, Stepan
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-04-25T10:51:53Z
dc.date.available2023-04-25T10:51:53Z
dc.date.created2021-05-05
dc.date.issued2021-05-05
dc.description.abstractНа першому етапі методом оптимізації було визначено структуру кристала ZnSe, легованого атомами хрому (ZnCrSe). На другому етапі електронні властивості цього матеріалу були оцінені у межах двох підходів. Обміннокореляційні функціонали, введені в розрахунки, ґрунтуються 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 4 mB (магнетони Бора). Отже, розрахунки з двома обмінно-кореляційними функціоналами передбачають напівметалеві властивості матеріалу ZnCrSe, що робить його цікавим кандидатом для застосувань у спінтроніці.
dc.description.abstractAt the first stage, the structure of the ZnSe crystal doped with chromium atoms (ZnCrSe) has been found by optimization procedure. At the second stage, the electronic properties of this material have been evaluated within the two approaches. The exchangecorrelation functionals used here are based on the generalized gradient approximation (GGA) and the hybrid functional PBE0. The GGA approach provides the metallic state for electrons with the spin up, and for opposite spin orientation the material ZnCrSe bahaves as semiconductor, with the band gap of 2.48 eV. The hybrid functional approach also gives a gapless state for a spin up electron states, and for a spin down it provides the forbidden gap value of 2.39 eV. The magnetic moment of the unit cell, found with the two functionals, is the same and equals to 4 mB(Bohr magnetons). So, the calculations with the two exchange-correlation functionals provide the prediction of half-metallic properties of the ZnCrSe material, which is an interesting candidate for spintronic applications.
dc.format.extent28-31
dc.format.pages4
dc.identifier.citationSyrotyuk S. The Spin-Polarized Electronic and Magnetic Properties of Zinc Selenide Heavy Doped with Chromium / Stepan Syrotyuk // Computational Problems of Electrical Engineering. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2021. — Vol 11. — No 1. — P. 28–31.
dc.identifier.citationenSyrotyuk S. (2021) The Spin-Polarized Electronic and Magnetic Properties of Zinc Selenide Heavy Doped with Chromium. Computational Problems of Electrical Engineering (Lviv), vol. 11, no 1, pp. 28-31.
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/58456
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofComputational Problems of Electrical Engineering, 1 (11), 2021
dc.relation.references[1] 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.
dc.relation.references[2] 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.
dc.relation.references[3] 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.
dc.relation.references[4] P. E. Blöchl, ”Projector augmented-wave method”, Phys. Rev. B, vol. 50, no. 24, pp. 17953–17979, 1994.
dc.relation.references[5] 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.
dc.relation.references[6] J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, ”Generalized Gradient Approximation Made Simple”, Phys. Rev. Letters, vol. 77, pp. 3865–3868, 1996.
dc.relation.references[7] 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.
dc.relation.references[8] 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.
dc.relation.references[9] 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.
dc.relation.references[10] 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.
dc.relation.references[11] 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.
dc.relation.referencesen[1] 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.
dc.relation.referencesen[2] 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.
dc.relation.referencesen[3] 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.
dc.relation.referencesen[4] P. E. Blöchl, "Projector augmented-wave method", Phys. Rev. B, vol. 50, no. 24, pp. 17953–17979, 1994.
dc.relation.referencesen[5] 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.
dc.relation.referencesen[6] J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, "Generalized Gradient Approximation Made Simple", Phys. Rev. Letters, vol. 77, pp. 3865–3868, 1996.
dc.relation.referencesen[7] 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.
dc.relation.referencesen[8] 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.
dc.relation.referencesen[9] 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.
dc.relation.referencesen[10] 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.
dc.relation.referencesen[11] 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.
dc.rights.holder© Національний університет „Львівська політехніка“, 2021
dc.subjectdoped semiconductor
dc.subjecthalf-metal
dc.subjectstrong correlations
dc.subjectspintronics
dc.titleThe Spin-Polarized Electronic and Magnetic Properties of Zinc Selenide Heavy Doped with Chromium
dc.title.alternativeСпін-поляризовані електронні та магнітні властивості селеніду цинку, сильно легованого хромом
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
2021v11n1_Syrotyuk_S-The_Spin_Polarized_Electronic_28-31.pdf
Size:
402.94 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.76 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Computational Problems Of Electrical Engineering. – 2021. – Vol. 11, No. 1