Электронная структура и оптические свойства соединений GdNi₂Mnx

Abstract

Проведены исследования электронной структуры и оптических свойств соединений GdNi₂Mnx (x = 0, 0,4, 0,6). В приближении локальной электронной спиновой плотности с поправкой на сильные электронные взаимодействия в рамках метода LSDA + U выполнены спин-поляризованные расчеты электронной структуры. Определены изменения магнитных моментов и обменных взаимодействий в GdNi₂Mnx (x = 0, 0,4, 0,6), определяющие рост температуры Кюри при изменении содержания марганца. В широком спектральном интервале 0,22–15 мкм эллипсометрическим методом измерены оптические постоянные соединений. Установлены особенности модификации частотных зависимостей оптической проводимости при изменении содержания марганца. На основе рассчитанных плотностей электронных состояний обсуждается поведение данных дисперсионных кривых в области межзонного поглощения света. Найдены концентрационные зависимости ряда электронных характеристик.

Проведено дослідження електронної структури та оптичних властивостей сполук GdNi₂Mnx (x = 0, 0,4, 0,6). У наближенні локальної електронної спінової щільності з поправкою на сильні електронні взаємодії у рамках методу LSDA + U виконано спін-поляризовані розрахунки електронної структури. Визначено зміни магнітних моментів та обмінних взаємодій у GdNi₂Mnx (x = 0, 0,4, 0,6), які визначають зростання температури Кюрі при зміні вмісту марганцю. У широкому спектральному інтервалі 0,22–15 мкм еліпсометричним методом виміряно оптичні постійні сполук. Встановлено особливості модифікації частотних залежностей оптичної провідності при зміні вмісту марганцю. На підставі розрахованої щільності електронних станів обговорюється поведінка цих дисперсійних кривих в області міжзонного поглинання світла. Знайдено концентраційні залежності ряду електронних характеристик.

The electronic structure and optical properties of the GdNi₂Mnx compounds (x = 0, 0.4, 0.6) have been investigated. The spin-polarized electronic structure calculations were performed in the approximation of local electron spin density with a correction for strong electronic correlations in the LSDA+U method. The changes in the magnetic moments and exchange interactions in GdNi₂Mnx (x = 0, 0.4, 0.6), which determine the increase in the Curie temperature with variation in the manganese concentration, were determined. The optical constants of the compounds were measured by the ellipsometric method in the wide spectral range 0.22–15 μm. The features of the modification of the frequency dependencies of optical conductivity with a change in the manganese concentration are revealed. Based on the calculated densities of the electronic states, the behavior of these dispersion curves in the region of interband absorption of light is discussed. The concentration dependencies of a number of the electronic characteristics are determined.