Transición de fase semiconductora a ferromagnética en aleación Hierro-Arsénico feas con red Cristalina Blenda de Cinc

Abstract

Este trabajo se demuestra la posible transición de una fase semiconductora a ferromagnética en la aleación de hierro-arsénico FeAs con red cristalina tipo blenda de cinc. Se efectuó un estudio de la estructura electrónica y de la energía total de esta aleación FeAs para diferentes valores de la fracción pequeña 𝑞𝑅 de la carga electrónica de valencia fuera de su esfera atómica, residiendo en las esferas de las regiones vacías de la red cristalina. Para el 100% de toda la carga electrónica qR residiendo en las esferas vacías se obtuvo una estructura de bandas de energía con brecha de energía prohibida indirecta de 0.248Ry ó 3.378eV en la dirección - de alta simetría de la red. Estructura electrónica asociada a una fase semiconductora del FeAs con energía total de -17.57Ry. Mientras que para el 70% de la carga electrónica qR residiendo en las esferas vacías se obtuvo una estructura de bandas de energía y densidad de estados sin brecha de energía prohibida, con gran concentración de estados electrónicos entre la banda de valencia y de conducción. Estructura electrónica asociada a una fase ferromagnética de la aleación FeAs con energía total mínima de -19.68Ry. Fue considerado una red blenda de cinc llena de esferas atómicas de tamaño diferente que preservan la densidad del material y la simetría de la red. Aquí fue empleado el método de los orbitales lineales muffins tin (LMTO) (Andersen et al., 2007) para resolver la ecuación de Schrödinger de la red cristalina del FeAs. Se empleó un potencial efectivo LDA usado para el cálculo de la estructura electrónica del AlAs (Cabrera, 2020) formulado con base en la teoría del funcional de la densidad (DFT) (Kohn et al., 1996), formalismo que permite usar la formulación de McLaren (MacLaren et al., 1991) para los términos de intercambio y de correlación en el potencial efectivo.