Simulation ab initio de la structure électronique et magnétique des Oxydes Magnétiques Dilués (DMOs)

Abstract

La méthode de premier principe des ondes planes augmentées et linéarisées à potentiel total (FP-LAPW) dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) a été utilisée dans cet étude pour investiguer les propriétés structurales, électroniques et magnétiques des oxydes magnétiques diluées DMOs à base de CaO Ca(1-x) Ti(x) O et Ca(1-x) Cr(x) O induits par le dopage substitutionnelle des impuretés magnétiques Ti et Cr dans le composé CaO respectivement à la concentration x=0.25. Les approximations GGA-PBE, GGA-PBEsol, LDA et GGA-WC ont été employées pour calculer les paramètres structuraux, tels que la constante de réseau, le module de compressibilité et sa première dérivée. Tandis que les structures électroniques et les propriétés magnétiques sont caractérisées par le potentiel d’échange Becke-Johnson modifié de Tran-Blaha (TB-mBJ) introduite dans le code WIEN2k. Nous avons trouvé que ces composés sont des demi-métallique ferromagnétiques avec un gap demi-métallique et une polarisation en spin égale à 100 % au niveau de Fermi. Les calculs des propriétés magnétiques révèlent que le moment magnétique total des deux composés Ca(0.75) Ti(0.25) O et Ca(0.75) Cr(0.25) O est un nombre entier égal à 2μ_B et 4 μ_B respectivement, confirmant le comportement demi-métallique de ces matériaux. Par conséquent, ils sont prédits comme des candidats potentiels pour de possibles applications dans l’électronique de spin.