Electronic, Structural and Magnetic Properties of Al1-xMnxN in Zincblende Structure: First Principle Study

dc.contributor.advisorDr. Mohammed Abu Jafar
dc.contributor.advisorDr.Abed Arrahman Abu Libdeh
dc.contributor.authorRaed Tawfiq Aref Jaradat
dc.date.accessioned2017-05-03T09:32:38Z
dc.date.available2017-05-03T09:32:38Z
dc.date.issued2009
dc.description.abstractWe apply a First-Principles method to calculate the electronic structure and magnetic properties of the semiconductors Al1-xMnxN alloys by taking the concentrations (0.0, 0.25, 0.50, 0.75 , 1.00) in the zincblende structure (ZB), using a self-consistent full-potential linearized augmented plane-wave (FP-LAPW) method within the local-spin-density functional approximation (LSDA) and the generalized gradient approximation (GGA). Local spin density approximation (LSDA) and the generalized gradient approximation (GGA) are used to treat the exchange correlation energy. We studied the evolution of the band structure and magnetic moment as a function of the lattice parameter of the MnN compounds and the ternary alloys Al1-xMnxN. The binary compound MnN and also the ternary alloys with(x=0.5 and 0.75) magnetization increases as the lattice parameter increase and tend to saturate at the value 4 B for MnN and 8 B for the ternary alloys, as the material lattice (MnN) expansion the material goes from paramagnetic to ferromagnetic phase. We also found that the ternary alloy with x=0.25 is ferromagnetic and candidate to be half-metallic material, the majority spin states are metallic and the minority spin stats are insulating, for the other concentrations(x=0.5 and 0.75) these are found to be ferromagnetic semimetals, the bands are crossing the Fermi energy for both spin up and spin down (majority spin and minority spin) (the Fermi level lies in the band). The total energy versus lattice constant is obtained using the spin density functional theory. It was found that the equilibrium lattice parameter and the total magnetic moment strongly depend on concentration of Manganese atoms.en
dc.description.abstractنقدم في هذه الأطروحة حساب الخصائص المغناطيسية والالكترونية للمخاليط المغناطيسية Al1-xMnxN في حالة التركيب البلوري لكبريتات الخارصين ZnS زنك بلند (Zincblende) وذلك باستخدام طريقة الموجات المستوية المعدلة الخطية لجهد تام (FP-LAPW).لقد تم استخدام تقريب الكثافة المغزلية الموضعية (LSDA) وتقريب الميل الإتجاهي المعمم (GGA) للجهد التبادلي الترابطي. البرنامج المستخدم في حساباتنا هو (WIEN2K-code) وهو برنامج خاص مكتوب بلغة (Fortran) على نظام التشغيل Linux . من اهم النتائج التي توصلنا اليها ما يلي: 1- أظهرت الدراسة الحالية بأن المركب AlN ذو طاقة فجوة غير مباشرة مقدارها (3.258eV( و ذو طاقة فجوةمباشرة مقدارها حوالي (eV 6 ( وهو مادة غير موصلة و لا يمتلك الخصائص المغناطيسية في التركيب البلوري الحالي . 2-تم الحصول على طاقة فجوة متباينة للمخلوط Al1-xMnxNوتبين بأنها تعتمد على تركيز مادة المنغنيز Mn. 3- لا يوجد عزم مغناطيسي لمركب نترات المغنيسيوم MnN عند حالةالاتزان الحجمي و يمكن له أن يصل إلى حالة المادة المغناطيسية إذا تعرض لظروف تجعله يزداد حجما كرفع درجة حرارته مثلا. 4- العزم المغناطيسي للمخلوطAl1-xMnxN يعتمد مقداره على نسبة تركيز ذرات المنغنيز وهو يتراوح بين 0.0 للتركيز صفرالى حوالي 6.8 عند التركيز 0.5 لذرات Mn. 5- قيمة العزم المغناطيسي للمخلوطAl1-xMnxN وكذلك معامل ( ثابت) الشبكة (lattice parameter/constant) اكبر للتقريب GGA مقارنة مع القيم للتقريب LSDA ولكن العكس مع معامل الصلابة bulk modulus فقيمته اكبر مع التقريب LSDA وهذا يتفق مع الدراسات الاخرى. 6- العزم المغناطيسي للمخلوطAl1-xMnxN يزداد مقداره مع زيادة حجم المخلوط ليصل الى اعلى قيمه له وهي 8 .ar
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.11888/8604
dc.titleElectronic, Structural and Magnetic Properties of Al1-xMnxN in Zincblende Structure: First Principle Studyen
dc.titleدراسة أولیة للخصائص الالكترونیة والتركیبیة والمغناطیسیة للمخلوط الثلاثي في حالة التركیب زنك بلند Al1-xMnxNar
dc.typeThesis
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
electronic_structural_and_magnetic_properties_of_al1-xmnxn_in_zincblende_structure_first_principle_study.pdf
Size:
1.53 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Collections