بررسی اثر تقریب های GGA و GGA+U بر خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی فریت کبالت

چکیده مقاله

در این پژوهش، خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی ترکیب فریت کبالت (CoFe2O4) با دو تقریب GGA و GGA+U با استفاده از نظریه تابعی چگالی و بسته محاسباتی Wien2k، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج ساختاری نشان داد که حالت پایه این ترکیب، آرایش اسپینی فری مغناطیس دارد که دارای ساختار بلوری مکعبی FCC با ثابت شبکه 3579/8 آنگستروم است که با نتایج تجربی هم خوانی بسیار خوبی دارد. نتایج محاسبات ساختار نواری نشان می دهد که در تقریب GGA هیچ گافی وجود ندارد که بیانگر خصلت فلزی این ترکیب است، در حالی که در تقریب GGA+U در نوار اسپین بالا، گاف نواری غیرمستقیم در حدود eV 39/2 و در نوار اسپین پایین، گاف نواری مستقیم در حدود eV 79/0 وجود دارد که ویژگی نیمه هادی مغناطیسی آن را تایید می کند و در تطابق با چگالی حالت های الکترونی می باشد. گشتاور مغناطیسی کل ترکیب با تقریب GGA، برابر μB 98/4 و با تقریب GGA+U، μB 00/7 بدست آمد.