Mn3As Bileşiğinin Farklı Kristal Yapılar Altında Elektronik, Manyetik ve Spin Özelliklerinin Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) ile İncelenmesi

Creative Commons License

DUMAN U., Aycibin M.

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, cilt.31, sa.0, ss.257-270, 2026 (TRDizin)

Özet

Bu çalışmada, Mn-As bileşiğinin farklı kristal yapılardaki bileşiklerinde (ortorombik, yarı-Heusler ve tam Heusler) sahip olduğu elektronik ve manyetik özellikleri Yoğunluk Fonksiyonel Teorisiyle (YFT) GGA ve LSDA potansiyelleri kullanılarak incelenmiştir. Doğal Pnma (63) yapısı, kullanılan potansiyelden bağımsız olarak metalik karakter göstermektedir. Yarı-Heusler (216) yapısı GGA kullanılarak yapılan hesaplamalarda yarı-metalik karakter göstermiş ve spin aşağı kanalında 1.071 eV’luk yasak bant aralığına sahip olduğu görülmüştür. Bileşik bu yapıda 1.06 µB toplam manyetik momente sahiptir. Tam Heusler (225) yapısı ise, GGA ve LSDA potansiyelleri altında metalik karakterini korumakla birlikte, yalnızca spin aşağı durumunda Γ (gamma) yüksek simetri noktasında iletkenlik bandı ve değerlik bandı arasında geçiş gözlenmiştir. Bu yapı -4.98 µB gibi yüksek bir manyetik momente sahiptir. Bu özellikler, tam Heusler yapıyı kazara yarı metal (accidental semimetal) veya nokta-kontak yarı metal (point-contact semimetal) olarak sınıflandırılabilir hale getirmiştir. Sonuçlar, Mn-As bileşiğinin kristal yapısına bağlı olarak farklı spintronik işlevsellikler kazanabileceğini göstermektedir.
In this study, the electronic and magnetic properties of the Mn–As compound with different crystal structures (orthorhombic, half-Heusler, and full-Heusler) were investigated via Density functional theory (DFT) within the framework of GGA and LSDA potentials. The natural Pnma (63) phase exhibited metallic behavior independent from used potential for exchange-correlation function. The half-Heusler (216) phase displayed half-metallic characteristics in the GGA calculations, with a band gap of 1.071 eV identified in the spin-aşağı channel. In this structure, the compound possesses a total magnetic moment of 1.06 μB. The full-Heusler (225) phase retained its metallic character under both GGA and LSDA; however, it exhibited a band crossing only at he Γ (gamma) high-symmetry pointin the spin-aşağı channel. This structure shows a relatively large and negative total magnetic moment of –4.98 μB. These features make the full-Heusler structure classifiable as an “accidental semimetal” or a “point-contact semimetal.” Overall, the results demonstrate that Mn–As can acquire distinct spintronic functionalities depending on its crystal structure.