بررسی ابتدا به ساکن مغناطش، دینامیک شبکه و توپولوژی چگالی بار الکترونی پنیکتیدهای can و caas

مغناطش مرسوم، در سیستم هایی اتفاق می افتد که دارای عناصر واسطه یا نادر خاکی با اوربیتال های جزئی پر شده ی d‎ یا f‎ باشند. در عمل تمام سیستم های مغناطیسی که در گذشته مطالعه شده یا در تجهیزات به کار گرفته شده اند‏، دارای یون های فلزات واسطه یا خاکی نادر هستند. مشاهده ی مغناطش در سیستم هایی که فاقد اوربیتال های d‎ یا f‎ هستند و یا مغناطش آن ها مربوط به این اوربیتال ها نیست، درک سنتی ما از مغناطش را به چالش کشیده است. این مواد به دو دسته تقسیم می شوند: دسته ای که اتم های یک بلور کامل حامل ممان مغناطیسی هستند و دسته ای که ممان مغاطیسی آن ها به نقایص شبکه شان نسبت داده می شود. از دسته ی اول به طور نظری پیش بینی شده است که ترکیبات گروه های ia و iia با گروه های ‎iv‎ و ‎v‎ در بعضی از حالت های ساختاری، نیم فلزات فرومغناطیس هستند و می توانند کاندیداهایی برای کاربردهای اسپینترونیکی باشند‎. ما در این مطالعه با بکارگیری محاسبات مبتنی بر نظریه ی تابعی چگالی‏ با شبه پتانسیل فوق نرم و با توجه به ساختار مواد مغناطیسی مشابه و نتایج تجربی سنتز ترکیب caas‎‏، مغناطش را در ترکیبات ‎can‎ و ‎caas‎ در دو ساختار مکعبی نمک سنگی ‎rs و بلندروی zb‎ و چهار ساختار شش گوش nias‎، ورتسایت wz، پاد‎nias‎ و ‎nao‎ بررسی کرد ه ایم. نتایج به دست آمده حاکی از اینست که ‎can‎ در ساختارهای مکعبی، ‎nias‎ و ورتسایت و ‎caas‎ تنها در ساختار بلندروی حالت پایه ی فرومغناطیس با ممان مغناطیسی 1?b‎ دارند. تحلیل ساختار الکترونی این مواد نشان می دهد که مغناطش ریشه در اوربیتال p‎ آنیون ها دارد. وجود نوارهای تخت در نزدیکی سطح فرمی ساختارهای مغناطیسی که نشان دهنده ی چگالی بالای حالت های الکترونی است، باعث برآورده شدن معیار استونر و بروز شکافتگی اسپینی و در نتیجه ایجاد مغناطش خودبه خودی می گردد. بزرگ تر بودن برهم کنش تبادلی در اوربیتال 2p‎ اتم نیتروژن نسبت به اوربیتال 4p‎ اتم آرسنیک باعث می شود که ساختارهای بیشتری در ترکیب can‎‎ نسبت به ‎caas‎ حالت پایه ی فرومغناطیس داشته باشند. هیبریدشدگی حالت های d‎ القا شده در کلسیم با حالت های p‎ آنیون به تشدید این موضوع کمک می کند. با توجه به فرضی بودن ساختارهای در نظر گرفته شده به جز ساختار ‎nao‎ پایداری ترکیبات را از دو دیدگاه ترمودینامیکی و دینامیک شبکه مورد بررسی قرار داده ایم. نتایج نشان می دهند که تمامی ساختارها از لحاظ ترمودینامیکی پایدار هستند. اما بررسی ارتعاشات شبکه حاکی از اینست که به جز ساختار nao‎، ساختارهای دیگر دارای فرکانس های موهومی که نشان دهنده ی ناپایداری دینامیکی در سیستم است، هستند. برای یافتن علت ناپایداری دینامیکی توپولوژی چگالی بار الکترونی را در ساختار مختلف بررسی کرده ایم. مطابق نتایجی که به دست آمده است، تمایل آنیون ها برای نزدیک تر شدن به یکدیگر و تشکیل پیوندهای کووالانسی، علت بروز این ناپایداری هاست. آنیون ها در ساختار ‎nao‎ کوتاه ترین فاصله از یکدیگر را نسبت به دیگر ساختارها دارند و توپولوژی خاص چگالی بار این ساختار امکان ایجاد قوی ترین پیوندهای کوالانسی در میان تمامی ساختارها را فراهم می سازد.