We complement our study on the doping and disorder in Co2MnZ compounds [I. Galanakis, K. Özdoğan, B. Aktaş, and E. Şaşıoğlu, Appl. Phys. Lett.89, 042502 (2006) and K. Özdoğan, E. Şaşıoğlu, B. Aktaş, and I. Galanakis, Phys. Rev. B74, 172412 (2006)] to cover also the quaternary Co2[Y1xYx]Z compounds with the lower-valent transition metals Y,Y being Cr, Mn, or Fe and the sp atom Z being one of Al, Ga, Si, Ge, and Sn. This study gives a global overview of the magnetic and electronic properties of these compounds since we vary both Y and Z elements. Our results suggest that for realistic applications the most appropriate compounds are the ones belonging to the families Co2[Mn1xCrx]Z with x>0.5 irrespectively of the nature of the sp atoms since they combine high values of majority density of states at the Fermi level due to the presence of Cr, and half-metallicity with large band gaps. On the other hand, the presence of Fe considerably lowers the majority density of states at the Fermi level and when combined with an element belonging to the Si column, it can even destroy half-metallicity.

1.
I.
Žutić
,
J.
Fabian
, and
S.
Das Sarma
,
Rev. Mod. Phys.
76
,
323
(
2004
).
2.
Half-Metallic Alloys, Fundamentals and Applications
, Lecture Notes in Physics Vol. 676, edited by
I.
Galanakis
and
P. H.
Dederichs
(
Springer
,
Berlin
,
2005
).
3.
I.
Galanakis
,
Ph.
Mavropoulos
, and
P. H.
Dederichs
,
J. Phys. D
39
,
765
(
2006
);
I.
Galanakis
and
Ph.
Mavropoulos
,
J. Phys.: Condens. Matter
(in press);
I.
Galanakis
,
Ph.
Mavropoulos
, and
P. H.
Dederichs
, cond-mat/0610827.
4.
A.
Bergmann
,
J.
Grabis
,
B. P.
Toperverg
,
V.
Leiner
,
M.
Wolff
,
H.
Zabel
, and
K.
Westerholt
,
Phys. Rev. B
72
,
214403
(
2005
);
J.
Grabis
,
A.
Bergmann
,
A.
Nefedov
,
K.
Westerholt
, and
H.
Zabel
,
Phys. Rev. B
72
,
024437
(
2005
);
J.
Grabis
,
A.
Bergmann
,
A.
Nefedov
,
K.
Westerholt
, and
H.
Zabel
,
Phys. Rev. B
72
,
024438
(
2005
).
5.
S.
Kämmerer
,
A.
Thomas
,
A.
Hütten
, and
G.
Reiss
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
79
(
2004
);
J.
Schmalhorst
,
S.
Kämmerer
,
M.
Sacher
,
G.
Reiss
,
A.
Hütten
, and
A.
Scholl
,
Phys. Rev. B
70
,
024426
(
2004
).
6.
Y.
Sakuraba
,
M.
Hattori
,
M.
Oogane
,
Y.
Ando
,
H.
Kato
,
A.
Sakuma
,
T.
Miyazaki
, and
H.
Kubota
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
192508
(
2006
);
Y.
Sakuraba
,
J.
Nakata
,
M.
Oogane
,
Y.
Ando
,
H.
Kato
,
A.
Sakuma
,
T.
Miyazaki
, and
H.
Kubota
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
022503
(
2006
);
Y.
Sakuraba
,
T.
Miyakoshi
,
M.
Oogane
,
Y.
Ando
,
A.
Sakuma
,
T.
Miyazaki
, and
H.
Kubota
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
052508
(
2006
);
Y.
Sakuraba
,
J.
Nakata
,
M.
Oogane
,
H.
Kubota
,
Y.
Ando
,
A.
Sakuma
, and
T.
Miyazaki
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
44
,
L1100
(
2005
);
Y.
Sakuraba
,
J.
Nakata
,
M.
Oogane
,
H.
Kubota
,
Y.
Ando
,
A.
Sakuma
, and
T.
Miyazaki
,
Jpn. J. Appl. Phys.
44
,
6535
(
2005
).
7.
X. Y.
Dong
 et al.,
Appl. Phys. Lett.
86
,
102107
(
2005
).
8.
R. A.
de Groot
,
F. M.
Mueller
,
P. G.
van Engen
, and
K. H. J.
Buschow
,
Phys. Rev. Lett.
50
,
2024
(
1983
).
9.
P. J.
Webster
,
J. Phys. Chem. Solids
32
,
1221
(
1971
).
10.
S.
Ishida
,
S.
Fujii
,
S.
Kashiwagi
, and
S.
Asano
,
J. Phys. Soc. Jpn.
64
,
2152
(
1995
);
S.
Fujii
,
S.
Sugimura
,
S.
Ishida
, and
S.
Asano
,
J. Phys.: Condens. Matter
2
,
8583
(
1990
).
11.
S.
Picozzi
,
A.
Continenza
, and
A. J.
Freeman
,
Phys. Rev. B
66
,
094421
(
2002
).
12.
I.
Galanakis
,
P. H.
Dederichs
, and
N.
Papanikolaou
,
Phys. Rev. B
66
,
174429
(
2002
).
13.
M. P.
Raphael
 et al.,
Appl. Phys. Lett.
79
,
4396
(
2001
);
B.
Ravel
,
M. P.
Raphael
,
V. G.
Harris
, and
Q.
Huang
,
Phys. Rev. B
65
,
184431
(
2002
);
F. Y.
Yang
 et al.,
Phys. Rev. B
65
,
174410
(
2002
);
T.
Ambrose
,
J. J.
Krebs
, and
G. A.
Prinz
,
Appl. Phys. Lett.
76
,
3280
(
2000
).
14.
W. H.
Wang
 et al.,
Phys. Rev. B
71
,
144416
(
2005
);
S.
Wurmehl
,
G. H.
Fecher
,
H. C.
Kandpal
,
V.
Ksenofontov
,
C.
Felser
,
H. -J.
Lin
, and
J.
Morais
,
Phys. Rev. B
72
,
184434
(
2005
);
R. Y.
Umetsu
,
K.
Kobayashi
,
R.
Kainuma
,
A.
Fujita
,
K.
Fukamichi
,
K.
Ishida
, and
A.
Sakuma
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
2011
(
2004
);
L.
Ritchie
 et al.,
Phys. Rev. B
68
,
104430
(
2003
).
15.
M. P.
Raphael
 et al.,
Phys. Rev.
66
,
104429
(
2002
).
16.
K.
Yakushiji
,
K.
Saito
,
S.
Mitani
,
K.
Takanashi
,
Y. K.
Takahashi
, and
K.
Hono
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
222504
(
2006
);
M.
Hashimoto
,
J.
Herfort
,
H. -P.
Schönherr
, and
K. H.
Ploog
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
102506
(
2005
).
17.
D.
Ebke
,
J.
Schmalhorst
,
N. -N.
Liu
,
A.
Thomas
,
G.
Reiss
, and
A.
Hütten
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
162506
(
2006
);
Z.
Gercsi
,
A.
Rajanikanth
,
Y. K.
Takahashi
,
K.
Hono
,
M.
Kikuchi
,
N.
Tezuka
, and
K.
Inomata
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
082512
(
2006
).
18.
N.
Tezuka
,
N.
Ikeda
,
A.
Miyazaki
,
S.
Sugimoto
,
M.
Kikuchi
, and
K.
Inomata
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
112514
(
2006
);
S.
Okamura
,
A.
Miyazaki
,
S.
Sugimoto
,
N.
Tezuka
, and
K.
Inomata
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
232503
(
2005
).
19.
X. -Q.
Chen
,
R.
Podloucky
, and
P.
Rogl
,
J. Appl. Phys.
100
,
113901
(
2006
).
20.
I.
Galanakis
,
J. Phys.: Condens. Matter
14
,
6329
(
2002
).
21.
K.
Nagao
,
Y.
Miura
, and
M.
Shirai
,
Phys. Rev. B
73
,
104447
(
2006
);
I.
Galanakis
,
J. Phys.: Condens. Matter
16
,
8007
(
2004
).
22.
S. J.
Hashemifar
,
P.
Kratzer
, and
M.
Scheffler
,
Phys. Rev. Lett.
94
,
096402
(
2005
).
23.
L.
Chioncel
,
E.
Arrigoni
,
M. I.
Katsnelson
, and
A. I.
Lichtenstein
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
137203
(
2006
);
[PubMed]
L.
Chioncel
,
M. I.
Katsnelson
,
R. A.
de Groot
, and
A. I.
Lichtenstein
,
Phys. Rev. B
68
,
144425
(
2003
).
24.
M.
Ležaić
,
Ph.
Mavropoulos
,
J.
Enkovaara
,
G.
Bihlmayer
, and
S.
Blügel
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
026404
(
2006
).
25.
R.
Skomski
and
P. A.
Dowben
,
Europhys. Lett.
58
,
544
(
2002
).
26.
S.
Picozzi
,
A.
Continenza
, and
A. J.
Freeman
,
Phys. Rev. B
69
,
094423
(
2004
).
27.
I.
Galanakis
,
Phys. Rev. B
71
,
012413
(
2005
).
28.
T.
Block
,
M. J.
Carey
,
B. A.
Gurney
, and
O.
Jepsen
,
Phys. Rev. B
70
,
205114
(
2004
).
29.
E.
Şaşıoğlu
,
L. M.
Sandratskii
,
P.
Bruno
, and
I.
Galanakis
,
Phys. Rev. B
72
,
184415
(
2005
).
30.
Y.
Kurtulus
,
R.
Dronskowski
,
G. D.
Samolyuk
, and
V. P.
Antropov
,
Phys. Rev. B
71
,
014425
(
2005
).
31.
I.
Galanakis
,
J. Phys.: Condens. Matter
16
,
3089
(
2004
).
32.
V. N.
Antonov
,
H. A.
Dürr
,
Yu.
Kucherenko
,
L. V.
Bekenov
, and
A. N.
Yaresko
,
Phys. Rev. B
72
,
054441
(
2005
).
33.
Y.
Miura
,
K.
Nagao
, and
M.
Shirai
,
Phys. Rev. B
69
,
144413
(
2004
).
34.
B.
Balke
,
G. H.
Fecher
,
H. C.
Kandpal
,
C.
Felser
,
K.
Kobayashi
,
E.
Ikenaga
,
J. -J.
Kim
, and
S.
Ueda
,
Phys. Rev. B
74
,
104405
(
2006
).
35.
H. M.
Kandpal
,
G. H.
Fecher
,
C.
Felser
, and
G.
Schönhense
,
Phys. Rev. B
73
,
094422
(
2006
).
36.
S.
Wurmehl
,
G. H.
Fecher
,
H. C.
Kandpal
,
V.
Ksenofontov
,
C.
Felser
, and
H. -J.
Lin
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
032503
(
2006
).
37.
A. D.
Rata
,
H.
Braak
,
D. E.
Bürgler
,
S.
Cramm
, and
C. M.
Schneider
,
Eur. Phys. J. B
52
,
445
(
2006
);
M.
Kallmayer
,
H.
Schneider
,
G.
Jakob
,
H. J.
Elmers
,
K.
Kroth
,
H. C.
Kandpal
,
U.
Stumm
, and
S.
Cramm
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
072506
(
2006
);
S. V.
Karthik
,
A.
Rajanikanth
,
Y. K.
Takahashi
,
T.
Okhubo
, and
K.
Hono
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
052505
(
2006
);
G. H.
Fecher
,
H. C.
Kandpal
,
S.
Würmehl
,
J.
Morais
,
H. -J.
Lin
,
H. -J.
Elmers
,
G.
Schönhense
, and
C.
Felser
,
J. Phys.: Condens. Matter
17
,
7237
(
2005
);
R. Y.
Umetsu
 et al.,
Phys. Rev. B
72
,
214412
(
2005
);
K.
Kobayashi
,
R. Y.
Umetsu
,
R.
Kainuma
,
K.
Ishida
,
T.
Oyamada
,
A.
Fujita
, and
K.
Fukamichi
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
4684
(
2004
);
H. J.
Elmers
 et al.,
Phys. Rev. B
67
,
104412
(
2003
);
J. M.
De Teresa
,
D.
Serrate
,
R.
Cordoba
, and
S. M.
Yusuf
,
J. Alloys Compd.
(in press).
38.
T.
Marukame
,
T.
Ishikawa
,
K. -I.
Matsuda
,
T.
Uemura
, and
M.
Yamamoto
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
262503
(
2006
);
T.
Marukame
,
T.
Kasahara
,
K.
Matsuda
,
T.
Uemura
, and
M.
Yamamoto
,
Jpn. J. Appl. Phys.
44
,
L521
(
2005
).
39.
R.
Kelekar
and
B. M.
Klemens
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
232501
(
2005
).
40.
I.
Galanakis
,
K.
Özdoğan
,
B.
Aktaş
, and
E.
Şaşıoğlu
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
042502
(
2006
).
41.
K.
Koepernik
and
H.
Eschrig
,
Phys. Rev. B
59
,
1743
(
1999
);
K.
Koepernik
,
B.
Velicky
,
R.
Hayn
, and
H.
Eschrig
,
Phys. Rev. B
58
,
6944
(
1998
).
42.
K.
Özdoğan
,
E.
Şaşıoğlu
,
B.
Aktaş
, and
I.
Galanakis
,
Phys. Rev. B
74
,
172412
(
2006
).
43.
P. J.
Webster
and
K. R. A.
Ziebeck
, in
Alloys and Compounds of d-Elements with Main Group Elements. Part 2
, Landolt-Börnstein New Series Group III, Vol. 19, Part c, edited by
H. R. J.
Wijn
(
Springer
,
Berlin
,
1988
), pp.
75
184
.
44.
K. R. A.
Ziebeck
and
K. -U.
Neumann
, in
Magnetic Properties of Metals
, Landolt-Börnstein New Series Group III, Vol. 32/c, edited by
H. R. J.
Wijn
(
Springer
,
Berlin
,
2001
), pp.
64
414
.
You do not currently have access to this content.