First-principles study on half-metallic zinc-blende CrS and its (001) surface
First-principles study on half-metallic zinc-blende CrS and its (001) surface
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半金属闪锌矿CrS及其(001)表面的第一性原理研究
DOI：
10.1016/j.jmmm.2016.05.027
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发表时间：
2016-11
影响因子：
2.7
通讯作者：
Chen Leiming
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
徐斌;Chen Leiming
具有完全（100%）自旋极化的半金属磁体由于在自旋电子学应用中的潜力而吸引了越来越多的兴趣。在本文中，我们使用第一性原理计算来解释最近的实验铁磁性（Demper等人，2012 [22]）和先前半金属锌-CrS的理论反铁磁基态，以及锌-CrS的实验铁磁性源于衬底效应。我们还表明，铬和S-终止的（001）表面的CrS保持体半金属性。计算的表面能表明，在整个有效Cr化学势范围内，S端的（001）表面比Cr端的（001）表面更稳定，因此在ZnSe衬底上生长CrS薄膜时，S端的（001）表面比Cr端的（001）表面更容易出现.
Half-metallic magnets with complete (100%) spin polarization have attracted growing interest due to the potential in spintronic applications. In this paper, we use the first-principles calculations to explain the seeming contradiction between the recent experimental ferromagnetism (Demper et al., 2012 [22]) and the previous theoretical antiferromagnetic ground state for half-metallic zinc-blende CrS, and the experimental ferromagnetism of zinc-blende CrS arises from the substrate effect. We also show that both Cr- and S-terminated (001) surfaces of CrS preserve the bulk half-metallicity. The calculated surface energy indicates that the S-terminated (001) surface is more stable than the Cr-terminated (001) surface within the whole effective Cr chemical potentials, and thus the S-terminated (001) surface is more likely than the Cr-terminated (001) surface when the CrS thin films are grown on ZnSe substrate.
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