Theoretical Study of the Effect of Phase Transition on the Structural and Electronic Properties of Lanthanide-Doped Chromium Chalcogenide Monolayers

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 62

فایل این مقاله در 19 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_CHM-9-8_002

تاریخ نمایه سازی: 11 خرداد 1404

چکیده مقاله:

This study investigates the structural and electronic properties of octahedral and hexagonal phases of CrX۲ monolayers (where X = S, Se) using the Quantum ESPRESSO package. Employing a first-principles density functional theory (DFT) approach with generalized gradient approximation (GGA), we analyze the impact of lanthanide atoms (L = Ce, Pr, and Nd) on the structural and electronic features of CrX۲. Total energy, bond length, bond angle, and curvature are examined both with and without lanthanide atoms. The primitive unit cell of the ۲H/۱T phase forms a ۱۲۰° rhombus with space groups (P۶۳/mmc)/(P۳۱). Structural analysis demonstrates a direct correlation between atomic number and geometrical properties, where increasing lanthanide atomic number leads to longer Cr-X and L-X bond lengths, alongside the smaller X-Cr-X and X-L-X bond angles. A comparison of total energy between hexagonal and octahedral phases indicates that the latter exhibits greater stability. The band structure of CrX۲ (where X = S, Se) monolayers is studied both with and without lanthanide atoms, concerning spin effects. The results show that the octahedral phase of CrX۲ exhibits metallic behavior with multiple bands intersecting the Fermi level, while the hexagonal phase displays semiconducting behavior with band gap values of ۰.۳۰ eV and ۰.۴۴ eV, respectively. Concerning spin polarization in the presence of lanthanide atoms, CrX۲ demonstrates half-metal behavior, suggesting its suitability for use in spintronic components.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

Murtagi Kadhim Jwaid Almuttwaki

Department of Physics, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

Mahmood Rezaee Roknabadi

Department of Physics, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

Mohsen Modarresi

Department of Physics, Faculty of Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :