ELECTRONIC STRUCTURE AND THE HALF-METALLIC FERROMAGNETIC BEHAVIOR OF THE Ti-DOPED BN SYSTEM STUDIED USING FIRST-PRINCIPLES ( ESTRUCTURA ELECTRÓNICA Y COMPORTAMIENTO SEMIMETÁLICO Y FERROMAGNÉTICO DEL SISTEMA BN DOPADO CON Ti ESTUDIADO USANDO PRIMEROS PRINCIPIOS )

In this work using the first-principles in the framework of Density Functional Theory the structural properties, electronic structure and magnetism of Ti-doped w-BN are studied. Our calculations were performed with the ultrasoft pseudopotentials method, employed exactly as implemented in Quantum ESPRESSO code. For the B 0.9375 Ti 0.0625 N and B 0.875 Ti 0.125 N concentrations it is found a ferromagnetic and half-metallic behavior with 100% carrier spin polarization of the conduction carriers in the ground state. The calculations showed that the substitution of a Ti atom at the B site (B 0.9375 Ti 0.0625 N compound) introduces a magnetic moment of 1.0 μ B , while two Ti atoms substitutions (B 0.875 Ti 0.125 N compound) introduce a magnetic moment of 2.0 μ B . These magnetic properties come from hybridization and polarization of states Ti-3d and their first neighboring B-2p and first neighboring N-2p atoms. Calculated magnetic properties indicate that Ti-doped w-BN compound can potentially be used in diluted magnetic semiconductors or as spin injectors. En este trabajo usando primeros principios en el marco de la Teoria del funcional de la Densidad, se estudiaron las propiedades estructurales, la estructura electronica y magnetismo del w-BN dopado con Ti. Nuestros calculos fueron ejecutados con el metodo de pseudopotenciales ultrasuaves, tal como esta implementado en el codigo Quantum ESPRESSO. Se encontro que las concentraciones B 0.9375 Ti 0.0625 N y B 0.875 Ti 0.125 N poseen un comportamiento ferromagnetico y semimetalico con una polarizacion de espin del 100% de los portadores de conduccion en el estado base. Los calculos muestran que la sustitucion con un atomo de Ti en el sitio del B (compuesto B 0.9375 Ti 0.0625 N) introduce un momento magnetico de 1.0 μ B , mientras que la sustitucion con dos atomos de Ti (compuesto B 0.875 Ti 0.125 N) introduce un momento magnetico de 2.0 μ B . Estas propiedades magneticas provienen de la hibridacion y polarizacion de los estados Ti-3d y de sus primeros vecinos N-2p y B-2p. Estas propiedades indican que w-BN dopado con Ti puede ser potencialmente usado como un semiconductor magnetico diluido o como inyectores de espin.