Étude ab-initio des propriétés structurales, élastiques, thermiques, électroniques et magnétiques des alliages Heusler quaternaires CoMnCrZ (Z=Al, As, Si, Ge)
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Date
2018-01-24
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Résumé (Français et/ou Anglais) :
Résumé:
L'approche des premiers principes est utilisée pour étudier les propriétés structurales, électroniques des composés Heusler quaternaires CoMnCrZ (Z = Al, Si, Ge et As) en utilisant le potentiel complet linéarisé augmenté (FP-LAPW) dans l'approximation du gradient généralisé (GGA). Le calcul des paramètres du réseau d'équilibre concordent bien avec les données théoriques disponibles. Le résultat négatif obtenu de l'énergie de formation montre que les composés CoMnCrZ (Z = Al, Si, Ge, As) ont une forte stabilité structurale. Les constantes élastiques Cij sont calculées en utilisant la variation d'énergie totale avec la technique de déformation. Le module d'élasticité (module de cisaillement, module de Young, rapport de Poisson, vitesses sonores, la température de Debye et la température de fusion sont dérivées des constantes élastiques monocristallines obtenues. Le mécanisme de ductilité des composés étudiés est discuté à travers les constantes élastiques Cij. Nos calculs avec l'approximation GGA prédisent que CoMnCrGe, CoMnCrAl, CoMnCrSi et CoMnCrAs sont des ferromagnets demi-métalliques (HMF) avec un gap demi-métallique EHM de 0,03 eV, 0,19 eV, 0,34 eV et 0,50 eV pour, respectivement. On constate également que la demi-métallicité est maintenue sur une large gamme des constantes de réseaux.
Abstract:
First-principles approach is used to study the structural, electronic and magnetic properties of CoMnCrZ (Z = Al, Si, Ge and As) quaternary Heusler compounds, using full-potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) scheme within the generalized gradient approximation (GGA). The computed equilibrium lattice parameters agree well with the available theoretical data. The obtained negative formation energy shows that CoMnCrZ (Z = Al, Si, Ge, As) compounds have strong structural stability. The elastic constants Cij are calculated using the total energy variation with strain technique. The polycrystalline elastic moduli (namely: the shear modulus, Young’s modulus, Poisson’s ratio, sound velocities, Debye temperature and melting temperature were derived from the obtained single-crystal elastic constants. The ductility mechanism for the studied compounds is discussed via the elastic constants Cij. Our calculations with the GGA approximation predict that CoMnCrGe, CoMnCrAl, CoMnCrSi and CoMnCrAs are half-metallic ferrimagnets (HMFs) with a half-metallic gap EHM of 0.03 eV, 0.19 eV, 0.34 eV and 0.50 eV for, respectively. We also find that the half-metallicity is maintained on a wide range of lattice constants.
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