Estudio teórico de las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas de aleaciones tipo cuasi-heusler xvsb (x = ni, cu, zn)

Abstract

Las aleaciones Cuasi-Heusler son una familia de materiales que tienen estructura cristalina, estabilidad mecánica y exhiben la propiedad de ferromagnetismo semimetálico, siendo su momento magnético determinado por la regla de Slater-Pauling. Estas características las hacen excelentes candidatas para diversas aplicaciones tecnológicas, entre las que destacan la espintrónica. Es por ello que se procedió a estudiar las aleaciones XVSb, con X = Ni, Cu y Zn a través de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), con el fin de conocer sus propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas. La DFT permite estimar estas propiedades mediante el funcional de la densidad electrónica; en este sentido, las aproximaciones consideradas dentro de la DFT fueron: a) Aproximación del Gradiente Generalizado (GGA) para el cálculo de propiedades estructurales, especı́ficamente el parámetro de red y su energı́a de formación y b) el potencial Tran-Blaha para el cálculo de propiedades eléctricas y magnéticas, concretamente la densidad de estados (DOS), estructura de bandas y el momento magnético; todas estas obtenidas siguiendo el método de la DFT por medio del software WIEN2k. Tanto para el caso (a) y (b) se consideraron tres arreglos atómicos inequivalentes llamados fase α, β y γ, obteniéndose que solo la aleación NiVSb en la fase α y la aleación CuVSb en su fase β cumplen con todas las propiedades caracterı́sticas de los Cuasi-Heusler antes mencionadas. Para estas aleaciones se obtuvo un valor de energía de formación de -14.9009 y -14.8179 eV, un valor de brecha de banda de 0.452 y 1.058 eV; y un momento magnético de 2 y 3 μ B , respectivamente. Estos resultados concuerdan con el rango de valores reportados en la bibliografía consultada, haciendo que las aleaciones puedan ser aprovechadas para aplicaciones en el área de espintrónica. Por otra parte, en todas las fases de ZnVSb se determinaron unas energías de formación positivas, lo que indica que este material no es energéticamente estable y no se recomienda su uso práctico. La razón de este hecho puede deberse a la baja resistencia mecánica del Zinc y del Antimonio, los cuales pueden perder su estado de equilibrio al combinarse con el elemento restante resultando en una aleación estructuralmente inestable.