研究目的
采用第一性原理研究新型半金属硫属化合物Cu3TMCh4（TM = Cr、Fe；Ch = S、Se、Te）的电子和弹性性质。
研究成果
研究表明，三元铜基硫族化合物Cu3TMCh4（TM = Cr、Fe；Ch = S、Se、Te）具有热力学和力学稳定性，并呈现半金属电子能带结构。部分组分材料表现出近各向同性特征，其延展性与电子特性使其成为自旋电子学应用的潜在候选材料。
研究不足
该研究仅限于理论计算，未对预测性能进行实验验证。力学与热学性能基于计算模型估算，可能无法完全反映实际工况。
新型半金属硫族化合物Cu?TMCh?（TM = Cr、Fe；Ch = S、Se、Te）的电子与弹性性质：第一性原理研究
DOI：10.1080/14786435.2018.1546960
期刊：Philosophical Magazine
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要：
采用密度泛函理论（DFT）框架下的自旋极化广义梯度近似（GGA），研究了具有简单立方（SC）晶体结构、符合空间群P43m（空间群编号215）的三元铜基硫族化合物Cu3TMCh4（TM=Cr、Fe；Ch=S、Se、Te）。所有体系均考虑铁磁（FM）有序排列。在获得优化后的结构参数后，对这些体系的力学性能、热学性能及电子能带结构进行了研究。所有体系的自旋极化电子能带结构均呈现半金属性质：少数自旋通道带隙范围为0.29 eV（Cu3FeTe4）至1.08 eV（Cu3CrS4），而多数自旋通道呈现金属特性。这与计算得到的接近整数值的总磁矩相符。负的形成焓计算值表明这些化合物具有能量和热力学稳定性。此外，弹性常数计算验证了这些材料因满足玻恩稳定性准则而具有力学稳定性。各向异性剪切因子估算显示：Cu3FeS4、Cu3FeSe4和Cu3CrSe4体系分别具有1.004、0.910和0.958的近各向同性特征，其余化合物则表现出相对较低的各向异性。
作者：
Aytac Erkisi，Gokhan Surucu
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