Вплив гідростатичного тиску на електронну структуру кристала NiMnAs

Abstract

Розраховані електронні енергетичні спектри та густини електронних станів напівметалевого кристала NiMnAs без урахування тиску та сильних електронних кореляцій та з включенням останніх в розрахункову схему. Виявлено великий вплив сильних кореляцій 3d електронів на значення ширини забороненої зони кристала. Знайдено, що за відсутності тиску й без урахування сильних кореляцій d електронів Ni й Mn кристал характеризується дуже вузькою непрямою міжзонною щілиною з рівнем Фермі у зоні провідності. За відсутності тиску включення в розрахунок сильних кореляцій приводить для носіїв зі спіном вниз до класичного напівпровідника з рівнем Фермі в забороненій зоні. Урахування сильних кореляцій і тиску приводить до занурення рівня Фермі у валентну зону. Розрахунки електронних властивостей кристала NiMnAs під дією гідростатичного тиску виконані вперше.

Рассчитаны электронные энергетические спектры и плотности электронных состояний полуметаллических кристала NiMnAs без учета давления и сильных электронных корреляций и с включением последних в расчетную схему. Выявлено большое влияние сильных корреляций 3d электронов на значение ширины запрещенной зоны кристалла. Найдено, что при отсутствии давления без учета сильных корреляций d электронов Ni и Mn кристалл характеризуется очень узкой непрямой межзонной щелью с уровнем Ферми в зоне проводимости. При отсутствии давления включение в расчет сильных корреляций приводит для носителей со спином вниз к классическому полупроводнику с уровнем Ферми в запрещенной зоне. Учет сильных корреляций и давления приводит к погружению уровня Ферми в валентную зону. Расчеты электронных свойств кристалла NiMnAs под действием гидростатического давления выполнены впервые.

The electronic energy spectra and densities of the electronic states of semimetallic NiMnAs crystals are calculated without taking into account the pressure and strong electron correlations and with the inclusion of the latter in the calculation scheme. The large influence of strong correlations of 3d electrons on the width of the band gap of a crystal is revealed. It is found that in the absence of pressure and without considering strong correlations of the d electrons of Ni and Mn, the crystal is characterized by a very narrow, indirect band gap with a Fermi level in the conduction band. In the absence of pressure, the inclusion in the calculation of strong correlations leads for carriers with spin down to a classical semiconductor with a Fermi level in the forbidden band. The inclusioin of strong correlations and pressures leads to an immersion of the Fermi level in the valence band. Calculations of the electronic properties of a NiMnAs crystal under the hydrostatic pressure were performed for the first time.