Полуметаллический

Электронная структура полуметалла. - уровень Ферми , - плотность состояний для спина вниз (слева) и спина вверх (справа). В этом случае полуметалл проводит в неосновном спиновом канале. ${\displaystyle E_{f}}$ ${\displaystyle N(E)}$

Полуметалл — это любое вещество, которое действует как проводник для электронов с одной ориентацией спина , но как изолятор или полупроводник для электронов с противоположной ориентацией. Хотя все полуметаллы являются ферромагнитными ( или ферримагнитными ), большинство ферромагнетиков не являются полуметаллами. Многие из известных примеров полуметаллов — это оксиды , сульфиды или сплавы Гейслера . ^[1] Типы полуметаллических соединений, теоретически предсказанные на данный момент, включают некоторые сплавы Гейслера, такие как Co2FeSi , NiMnSb и PtMnSb; _{некоторые содержащие Si полусплавы Гейслера с температурой Кюри более 600 К, такие как NiCrSi} и PdCrSi; некоторые оксиды переходных металлов, включая рутиловую структуру _{CrO2 ;} некоторые перовскиты , такие как LaMnO3 и SeMnO3 ; и несколько более просто структурированных цинковых обманок (ZB), включая CrAs и сверхрешетки. NiMnSb и CrO ₂ были экспериментально определены как полуметаллы при очень низких температурах.

В полуметаллах валентная зона для одной ориентации спина частично заполнена, в то время как для другой ориентации спина имеется щель в плотности состояний. Это приводит к проводящему поведению только для электронов в первой ориентации спина. В некоторых полуметаллах проводящим является основной спиновый канал, а в других — основной. ^[2]

Полуметаллы были впервые описаны в 1983 году как объяснение электрических свойств сплавов Гейслера на основе марганца . ^[3]

Некоторые известные полуметаллы - это оксид хрома(IV) , магнетит и манганит лантана-стронция (LSMO), ^[1] , а также арсенид хрома. Полуметаллы привлекли некоторый интерес из-за их потенциального использования в спинтронике .

Ссылки

1. Coey, JMD; Venkatesan, M. (2002). "Полуметаллический ферромагнетизм: пример CrO2". Журнал прикладной физики . 91 (10): 8345–50. Bibcode : 2002JAP....91.8345C. doi : 10.1063/1.1447879.
2. Ростами, Мохаммад; Афкани, Мохаммад; Торкамани, Мохаммад Реза; Канджури, Фарамарз (2020-07-01). "Объемные и поверхностные исследования DFT электронных и магнитных свойств четверных сплавов Гейслера CsXNO (X = Mg, Ca и Sr)". Химия и физика материалов . 248 : 122923. doi : 10.1016/j.matchemphys.2020.122923. ISSN  0254-0584.
3. de Groot, RA; Mueller, FM; Engen, PG van; Buschow, KHJ (20 июня 1983 г.). "Новый класс материалов: полуметаллические ферромагнетики" (PDF) . Physical Review Letters . 50 (25): 2024–2027. Bibcode :1983PhRvL..50.2024D. doi :10.1103/PhysRevLett.50.2024. hdl : 11370/e3946f6b-8acb-4e0a-80cf-735506203f25 .

Дальнейшее чтение

• Guezlane, M; Baaziz, H; El Haj Hassan, F; Charifi, Z; Djaballah, Y (2016). «Электронные, магнитные и тепловые свойства сплавов Гейслера Co2CrxFe1−xX (X=Al, Si): расчеты из первых принципов». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 414 : 219–26. Bibcode : 2016JMMM..414..219G. doi : 10.1016/j.jmmm.2016.04.056.
• Сон, Янг-Ву; Коэн, Марвин Л.; Луи, Стивен Г. (2006). «Полуметаллические графеновые наноленты». Nature . 444 (7117): 347–9. arXiv : cond-mat/0611600 . Bibcode :2006Natur.444..347S. doi :10.1038/nature05180. PMID  17108960. S2CID  52851642.
• http://www-users.york.ac.uk/~ah566/research/half_metals.html ^{[ необходима полная ссылка ] [ постоянная неработающая ссылка ]}
• http://www.tcd.ie/Physics/People/Michael.Coey/oxsen/newsletter/january98/halfmeta.htm ^{[ необходима полная ссылка ]}