Theoretical study of the structural stability, electronic and magnetic properties of XVSb (X = Fe, Ni, and Co) half-Heusler compounds

Abstract

The structural, electronic and magnetic properties of half-Heusler compounds XVSb (X = Fe, Co and Ni) are investigated by using the density functional theory with generalized gradient approximation (GGA), and Tran-Blaha modified Becke-Johnson (TB-mBJ) exchange potential approximation. It is found that the half-metallic gaps are generally reasonably widened by mBJ as compared to the GGA approximation. The magnetic proprieties of XVSb (X = Fe, Co and Ni) are well defined within mBJ with an exact integer value of magnetic moment. The band gaps given by TB-mBJ are in good agreement with the available theoretical data. The FeVSb exhibits a semiconductor nature. The CoVSb and NiVSb present half-metallic behaviour with total magnetic moment of 1µB and 2µB in good agreement with Slater-Pauling rule. These alloys seem to be a potential candidate of spintronic devices.

Структурнi, електроннi та магнiтнi властивостi напiв-Гойслерiвських сполук XVSb (X = Fe, Co i Ni) дослiджено з використанням теорiї функцiоналу густини разом з узагальненим градiєнтним наближенням (GGA) та Тран-Блаха модифiкованим Беке-Джонсон (TB-mBJ) наближенням обмiнного потенцiалу. Встановлено, що напiвметалiчнi щiлини загалом достатньо розширенi за рахунок mBJ у порiвняннi з наближенням GGA. Магнiтнi властивостi XVSb (X = Fe, Co i Ni) добре визначенi в межах mBJ при точному цiлому значеннi магнiтного моменту. Ширина заборонених зон, отримана з TB-mBJ, добре узгоджується з наявними теоретичними даними. FeVSb проявляє напiвпровiдниковий характер. CoVSb i NiVSb показують напiвметалiчну поведiнку при сумарному магнiтному моментi 1µB i 2µB, що добре узгоджується з правилом Слейтера-Паулiнга. Видається, що цi сплави є потенцiйними кандидатами для використання у спiнтронних пристроях.