Contribución del ordenamiento magnético a la estabilidad y la estructura electrónica del nitruro de cromo
Fecha
2017
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
Descripción
El efecto de la imposición del ordenamiento magnéticos en la estabilidad y la estructura electrónica en fases sólidas de nitruro de cromo (CrN) fue estudiada, basado en cálculos con la teoría del funcional densidad (DFT, siglas en inglés) y funcional híbrido no local PBE0, tal y como se implementa en el programa CRYSTAL14 -- Los cálculos fueron realizados en dos fases hipotéticas y dos fases reportadas de CrN previamente analizadas en el marco del presente proyecto -- Para analizar el efecto de los momentos magnéticos netos en la estabilidad se calculó la dispersión fonónica de la red con el fin de verificar la estabilidad dinámica del sólido -- Además se realizó un barrido de deformaciones en los modos imaginarios de algunas de las fases que resultaron inestables, con el fin de obtener estructuras nuevas más estables -- Para estudiar el efecto de los momentos magnéticos netos se calcularon las bandas de energía electrónica, la densidad de estados electrónicos (DOS, siglas en ingles) y se analizó la topología de la densidad electrónica con base en la teoría cuántica de átomos en moléculas (QTAIM, siglas en inglés) -- Se comprobó que la imposición de arreglos magnéticos tiene como primer efecto disminuir la energía de cohesión aumentando la estabilidad termodinámica de las estructuras -- Además se obtuvieron tres estructuras dinámicamente estables, una de las cuales surge de inestabilidades dinámicas y es completamente nueva -- Se observa además que la imposición de momentos magnéticos a los átomos de cromo tiene como efecto disminuir la DOS al nivel de Fermi al punto de que una de las fases estables pasa de ser un conductor a ser un semiconductor de banda prohibida indirecta -- Se evidenció cómo la DOS pone de manifiesto el arreglo de espines que existe en la estructura -- Por último fue posible mostrar cómo el tipo de enlace entre átomos no se ve afectado por la adición de un ordenamiento magnético a la estructura, además se pudo calcular el momento magnético de los átomos de cromo de estas tres fases estables
Palabras clave
Nitruro de cromo, Espín electrónico, Análisis poblacional de Mulliken y Löwdin, Teoría del Funcional Densidad (DFT), Antiferromagnetismo