Přejít k obsahu


GGA U study on phase transition, optoelectronic and magnetic properties of AmO2 with spin–orbit coupling

Citace:
BENDJEDID, A., SEDDIK, T., KHENATA, R., BALTACHE, H., MURTAZA, G., BOUHEMADOU, A., BIN OMRAN, S., AZAM, S., KHAN, S. A. GGA U study on phase transition, optoelectronic and magnetic properties of AmO2 with spin?orbit coupling. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, roč. 396, č. prosinec 2015, s. 190-197. ISSN: 0304-8853
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: GGA U study on phase transition, optoelectronic and magnetic properties of AmO2 with spin?orbit coupling
Rok vydání: 2015
Autoři: A. Bendjedid , T. Seddik , R. Khenata , H. Baltache , G. Murtaza , A. Bouhemadou , S. Bin Omran , Sikander Azam M.Sc. , Saleem Ayaz Khan M.Sc.
Abstrakt CZ: V této práci jsme zkoumali strukturu, fázový přechod, optoelektronické a magnetické vlastností AmO2 metodou full potential linearized augmented plane wave plus local orbital (FP-LAPW + LO. Výměna korelace potenciálu byla zpracována metodou the generalized gradient approximation (GGA). Strukturně stabilní AmO2 sloučeninou je Fm3m fáze a při tlaku mezi 40 a 60 GPa podstoupuje fázový přechod do fáze Pnma. Naše současné výpočty ukazují feromagnetické a jednoduché antiferomagnetické stavy a stav AF je favorizován. Nicméně, experimentální situace navrhuje komplexní magnetickou strukturu, pravděpodobně zahrnující multi polární uspořádání. Naše kalkulace pásové struktury s GGA a GGA + U předpovýdá kovové chování AmO2; Nicméně, s spin-orbitální vazbou (SOC) se navýší Coulombova energie U, a jak bylo správně předpovězeno tím se polovodičové stavy stanou antiferromagnetické. Předpokládané hustota stavů z konstrukce energie pásma naznačuje, že zakázané pásmo se řídí částečně naplněným Am "5f" stavem, a vypočtené zakázané pásmo je přibližně 1.29 eV. Kromě toho optické vlastnosti ukazují silnou odezvu AmO2 v UV oblasti.
Abstrakt EN: In this work, we have investigated the structural, phase transition, optoelectronic and magnetic properties of AmO2 using the full potential linearized augmented plane wave plus local orbital (FP-LAPW+lo) method. The exchange-correlation potential was treated with the generalized gradient approximation (GGA).Moreover, the GGA+U approximation (where U denotes the Hubbard Coulomb energy U term) is employed to treat the f electrons properly.The structurally stable AmO2 compound is the Fm3m phase and at a pressure between 40 and 60 GPa underwent a phase transition to the Pnma phase. Our present calculations have considered ferromagnetic and simple antiferromagnetic ground states and the AF state is favored. However, the experimental situation suggests a complex magnetic structure, perhaps involving multi polar ordering. Our band structure calculation with GGA and GGA+U predicted the metallic behavior of AmO2; however, with the spin?orbit coupling (SOC) added to the Coulomb energy U term, semiconducting ground states with antiferromagnetism is correctly predicted. The projected density of states from the energy-band structure indicates that the band gap opening is governed by the partially filled Am ?5f? state, and the calculated gap is approximately1.29 eV. Moreover, the optical properties reveal strong response of AmO2 in the UV region.
Klíčová slova

Zpět

Patička