<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>CaB</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>: A New Semiconducting Material for Spin Electronics

H. J. Tromp, Peter van Gelderen, Paul J. Kelly, Geert Brocks, P. A. Bobbert

Type: Article

Publication Date: 2001-06-18

Citations: 137

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevlett.87.016401

Abstract

Ferromagnetism was recently observed at unexpectedly high temperatures in La-doped CaB6. The starting point of all theoretical proposals to explain this observation is a semimetallic electronic structure calculated for CaB6 within the local density approximation. Here we report the results of parameter-free quasiparticle calculations of the single-particle excitation spectrum which show that CaB6 is not a semimetal but a semiconductor with a band gap of 0.8+/-0.1 eV. Magnetism in La(x)Ca1-xB6 occurs just on the metallic side of a Mott transition in the La-induced impurity band.

Locations

Physical Review Letters - View
arXiv (Cornell University) - View - PDF
PubMed - View
DataCite API - View

Similar Works

Action	Title	Year	Authors
+ PDF Chat	Superconductivity in <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>La</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Ni</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>In</mml:mi></mml:math>	2020	Jannis Maiwald I. I. Mazin A. Gurevich M. C. Aronson
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi mathvariant="normal">La</mml:mi><mml:msub><mml:mrow /><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:msub><mml:mrow /><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Fe</mml:mi><mml:msub><mml:mrow /><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Se</mml:mi><mml:msub><mml:mrow /><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>: A Mott insulator on the brink of orbital-selective metallization	2015	Gianluca Giovannetti Luca de’ Medici Markus Aichhorn Massimo Capone
+	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">Cr</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">F</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>: Electronic structure and magnetic and orbital ordering from first principles	2008	Gianluca Giovannetti Serena Margadonna Jeroen van den Brink
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>BaOsO</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math> : A Hund's metal in the presence of strong spin-orbit coupling	2021	Max Bramberger Jernej Mravlje M. Grundner Ulrich Schollwöck Manuel Zingl
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mi>Ba</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">K</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Mn</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>As</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>: An Antiferromagnetic Local-Moment Metal	2012	Abhishek Pandey R. S. Dhaka Jagat Lamsal Yongbin Lee V. K. Anand A. Kreyßig Thomas Heitmann R. J. McQueeney A. I. Goldman B. N. Harmon
+ PDF Chat	Anisotropic superconducting gaps in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>YNi</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi></mml:mrow></mml:math>: A first-principles investigation	2017	Mitsuaki Kawamura Ryosuke Akashi Shinji Tsuneyuki
+ PDF Chat	Topology of <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>SmB</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:math> determined by dynamical mean field theory	2021	Patrik Thunström Karsten Held
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>LDA</mml:mi><mml:mo mathvariant="bold">+</mml:mo><mml:mi>DMFT</mml:mi></mml:mrow></mml:math>Approach to Magnetocrystalline Anisotropy of Strong Magnets	2014	Jian‐Xin Zhu M. Janoschek R. A. Rosenberg F. Ronning J. D. Thompson Michael A. Torrez E. D. Bauer Cristian D. Batista
+ PDF Chat	Retrieving <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">CeB</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:math> 's lost magnetic entropy	2020	M. Amara Christine Opagiste R.M. Galéra
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mi>CeB</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:math>Macroscopically Revisited	2012	M. Amara R.M. Galéra
+ PDF Chat	Electronic structure and magnetism in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>BaMn</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>As</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>and<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>BaMn</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub…	2009	Jiming An Athena S. Sefat David J. Singh Mao‐Hua Du
+	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>EuCd</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>As</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:math> : A Magnetic Semiconductor	2023	David Santos‐Cottin Ivan Mohelský J. Wyzula F. Le Mardelé I. Kapon S. Nasrallah N. Barišić I. Živković Jian-Rui Soh Fei Guo
+ PDF Chat	Theory of Ferromagnetism in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Ca</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>La</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6…	2002	Shuichi Murakami Ryuichi Shindou Naoto Nagaosa А. S. Mishchenko
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>Sr</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>VO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>FeAs</mml:mtext></mml:mrow></mml:math>as compared to other iron-based superconductors	2010	I. I. Mazin
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:msub><mml:mi>FeSe</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math> <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>Tl, K, Rb, or Cs</mml:mtext><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math> : Iron-based superconducting analog of the cuprates	2020	Xinlei Zhao Fengjie Ma Zhong-Yi Lu Tao Xiang
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mi>LaCo</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>: A Co-Based Layered Superconductor with a<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mi>ThCr</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Si</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>-Type Structure	2011	Hiroshi Mizoguchi Toshiaki Kuroda Toshio Kamiya Hideo Hosono
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>LDA</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>DMFT</mml:mi></mml:mrow></mml:math>computation of the electronic spectrum of NiO	2006	Xinguo Ren I. Leonov G. Keller Marcus Kollar I. A. Nekrasov D. Vollhardt
+ PDF Chat	Bonding, moment formation, and magnetic interactions in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ca</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>14</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">MnBi</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>and<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="…	2002	Daniel Sánchez‐Portal Richard M. Martin Susan M. Kauzlarich Warren E. Pickett
+ PDF Chat	<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">B</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>NiOs</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">O</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math> : A Dirac-Mott insulator with ferromagnetism near 100 K	2016	Hai L. Feng Stuart Calder Madhav Prasad Ghimire Ya-Hua Yuan Yuichi Shirako Yoshihiro Tsujimoto Yoshitaka Matsushita Zhiwei Hu Chang‐Yang Kuo L. H. Tjeng
+ PDF Chat	Electronic Band Structure of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msub><mml:mi>BaCo</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>As</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math>: A Fully Doped Ferropnictide Analog with Reduced Electronic Correlations	2013	N. Xu P. Richard Ambroise van Roekeghem Peng Zhang H. Miao Weilu Zhang Tian Qian Michel Ferrero Athena S. Sefat Silke Biermann

Works That Cite This (27)

Action	Title	Year	Authors
+ PDF Chat	Electronic Structure of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>YbB</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>: Is it a Topological Insulator or Not?	2016	Chang‐Jong Kang J. D. Denlinger J. W. Allen Chul-Hee Min F. Reinert Boyoun Kang B. K. Cho J. S. Kang Jeong Hyun Shim B. I. Min
+ PDF Chat	Comparative study of rare earth hexaborides using high resolution angle-resolved photoemission	2015	S. V. Ramankutty Nick de Jong Y. K. Huang Berend Zwartsenberg Freek Massee T. V. Bay M. S. Golden E. Frantzeskakis
+ PDF Chat	Gradual transition from insulator to semimetal of<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Ca</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>−</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>Eu</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">B</mml:mi><mml:mn>6</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>with increasing Eu concentration	2005	R. R. Urbano P. G. Pagliuso C. Rettori P. Schlottmann J. L. Sarrao A. Bianchi Satoru Nakatsuji Z. Fisk E. Valaguez Velázquez S. B. Oseroff
+ PDF Chat	Kondo and anti-Kondo coupling to local moments in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">EuB</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>	2004	J. Kuneš Warren E. Pickett
+ PDF Chat	Semimetallic nature of and magnetic polarons in EuB$$_6$$ studied using angle-resolved photoemission spectroscopy	2021	Chul-Hee Min Boyoun Kang B. K. Cho En-Jin Cho Byeong‐Gyu Park Hyeong‐Do Kim
+ PDF Chat	Quantum chemical insights into hexaboride electronic structures: correlations within the boron p-orbital subsystem	2022	Thorben Petersen U. Rößler Liviu Hozoi
+ PDF Chat	Fermi-surface measurements on the low-carrier density ferromagnet<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ca</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">La</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi …	2001	D. Hall David P. Young Z. Fisk T. P. Murphy E. C. Palm Alem Teklu R. G. Goodrich
+ PDF Chat	Kondo behavior of U in CaB6	2005	G. A. Wigger E. Felder S. Weyeneth H. R. Ott Z. Fisk
+ PDF Chat	Charge dynamics and possibility of ferromagnetism in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">La</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">B</mml:mi></mml:…	2002	Kouji Taniguchi T. Katsufuji F. Sakai Hiroaki Ueda K. Kitazawa H. Takagi
+ PDF Chat	Bulk Band Gaps in Divalent Hexaborides	2002	Jonathan D. Denlinger J. A. Clack J. W. Allen G.-H. Gweon D. M. Poirier C. G. Olson J. L. Sarrao A. Bianchi Z. Fisk

Works Cited by This (10)

Action	Title	Year	Authors
+ PDF Chat	Ferromagnetism in the hexaborides	1999	M. E. Zhitomirsky T. M. Rice В. И. Анисимов
+	Bandgap recovery and electron doping on cleaved [100] surfaces of divalent semi-metal hexaborides	2000	J. D. Denlinger J. A. Clack J. W. Allen G.-H. Gweon D. M. Poirier C. G. Olson J. L. Sarrao Z. Fisk
+ PDF Chat	Electronic Fine Structure in the Electron-Hole Plasma in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>SrB</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>	2000	Carlos O. Rodriguez Ruben Weht Warren E. Pickett
+ PDF Chat	Zero Temperature Phases of the Electron Gas	1999	Gerardo Ortíz M. Harris P. Ballone
+ PDF Chat	Ferromagnetism below the Stoner limit in La-Doped<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>SrB</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>	2000	T. Jarlborg
+ PDF Chat	Anomalous NMR spin-lattice relaxation in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">SrB</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>and<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Ca</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>−</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:…	2001	J. L. Gavilano Sh. Mushkolaj D. Rau H. R. Ott A. Bianchi David P. Young Z. Fisk
+ PDF Chat	Electron-hole liquid in the hexaborides	2000	M. E. Zhitomirsky T. M. Rice
+ PDF Chat	Fundamental obstacle for electrical spin injection from a ferromagnetic metal into a diffusive semiconductor	2000	G. Schmidt D. Ferrand L. W. Molenkamp A. T. Filip B. J. van Wees
+ PDF Chat	<i>Ab initio</i>prediction of the electronic and optical excitations in polythiophene: Isolated chains versus bulk polymer	2000	J.-W. van der Horst P. A. Bobbert P.H.L. de Jong M. A. J. Michels Geert Brocks Paul J. Kelly
+ PDF Chat	The<b><i>GW</i></b>method	1998	F. Aryasetiawan O. Gunnarsson