Параметры магнитного обменного взаимодействия и температура Кюри в сплаве Fe75Ga25
Автор: Матюнина М.В., Загребин М.А., Соколовский В.В., Бучельников В.Д.
Рубрика: Физика
Статья в выпуске: 3 т.16, 2024 года.
Бесплатный доступ
Для кристаллических структур D03 и L12 сплава Fe75Ga25 в рамках теории функционала плотности рассчитаны параметры магнитного обменного взаимодействия Jij с помощью гамильтониана, построенного на основе базиса функций Ванье. Наибольшее ферромагнитное взаимодействие в первой координационной сфере в фазе L12 составляет 18 мэВ, что на 3 мэВ меньше по сравнению с результатами, полученными с помощью метода функций Грина Корринга-Кона-Ростокера. В фазе D03 наибольшее ферромагнитное взаимодействие в первой координационной сфере наблюдается между атомами разных подрешеток Fe. Разница с результатами, полученными ранее с помощью метода Корринга-Кона-Ростокера составляет ≈ 10 мэВ. В результате моделирования Монте-Карло с использованием полученных значений параметров магнитного обмена оценены температуры Кюри. Для структуры L12 температура Кюри составляет 1007 К, что сопоставимо с экспериментальными данными. Температура Кюри для структуры D03 составляет 517 К, что ниже экспериментального значения на 200 К.
Сплавы на основе fe, первопринципные расчеты, функцииванье, параметры обменного взаимодействия, температура кюри
Короткий адрес: https://sciup.org/147244608
IDR: 147244608 | DOI: 10.14529/mmph240309
Список литературы Параметры магнитного обменного взаимодействия и температура Кюри в сплаве Fe75Ga25
- Structure and Properties of Fe–Ga Alloys as Promising Materials for Electronics / I.S. Golovin, V.V. Palacheva, A.K. Mohamed, A.M. Balagurov // Physics of Metals and Metallography. – 2020. – Vol. 121. – P. 851–893.
- Extraordinary Magnetoelasticity and Lattice Softening in BCC Fe-Ga Alloys / A.E. Clark, K.B. Hathaway, M. Wun-Fogle et al. // Journal of Applied Physics. – 2003. – Vol. 93, Iss. 109. – P. 8621–8623.
- Балагуров, А.М. Рассеяние нейтронов в исследованиях функциональных сплавов на основе железа (Fe–Ga, Fe–Al) / А.М. Балагуров, И.С. Головин // УФН. – 2021. – Т. 191, Вып. 7. – С. 738–759.
- Гигантская магнитострикция / К.П. Белов, Г.И. Катаев, Р.З. Левитин // УФН. – 1983. – Т. 140, Вып. 6. – С. 271–313.
- Okamoto, H. The Fe-Ga (Iron-Gallium) System / H. Okamoto // Bulletin of Alloy Phase Diagrams. – 1990. – Vol. 11. – P. 576–581.
- Kawamiya, N. Magnetic Properties and Mössbauer Investigations of Fe-Ga Alloys / N. Kawamiya, K. Adachi, Y. Nakamura // Journal of the Physical Society of Japan. – 1972. – Vol. 33, no. 5. – P. 1318–1327.
- The Effect of Exchange-Correlation Potentials on Magnetic Properties of Fe-(Ga, Ge, Al) Alloys / M.A. Zagrebin, M.V. Matyunina, V.V. Sokolovskiy, V.D. Buchelnikov // Journal of Physics: Conference Series. – 2019. – Vol. 1389. – P. 012087.
- Ab initio Study of Magnetic and Structural Properties of Fe-Ga Alloys / M. Matyunina, M. Zagrebin, V. Sokolovskiy, V. Buchelnikov // EPJ Web of Conferences. – 2018. – Vol. 185. – P. 04013.
- Magnetic Properties of Fe100−xGax: Ab initio and Monte Carlo study / M.V. Matyunina, M.A. Zagrebin, V.V. Sokolovskiy, V.D. Buchelnikov // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2019. – Vol. 470. – P. 118–122.
- Исследование свойств сплавов Fe-Ga из ab initio вычислений / М.В. Матюнина, М.А. Загребин, В.В. Соколовский, В.Д. Бучельников // Челябинский физико-математический журнал. – 2017. – Т. 2, № 2. – С. 231–240.
- Ebert, H. Calculating Condensed Matter Properties using the KKR-Green’s Function Method – Recent Developments and Applications / H. Ebert, D. Ködderitzsch, J. Minár // Reports on Progress in Physics. – 2011. – Vol. 74, no. 9. – P. 096501.
- Local Spin Density Functional Approach to the Theory of Exchange Interactions in Ferromagnetic Metals and Alloys / A.I. Liechtenstein, M. Katsnelson, V. Antropov, V.A. Gubanov // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 1987. – Vol. 67, Iss. 1. – P. 65–74.
- Wannier, G.H. The Structure of Electronic Excitation Levels in Insulating Crystals / G.H. Wannier // Physical Review. – 1937. – Vol. 52, Iss. 3. – P. 191–197.
- Kresse, G. Efficient Iterative Schemes for Ab Initio Total-Energy Calculations using a Plane-Wave Basis Set / G. Kresse, and J. Furthmüller // Physical Review B. – 1996. – Vol. 54, Iss. 16. – P. 11169.
- Kresse, G. From Ultrasoft Pseudopotentials to the Projector Augmented-Wave Method / G. Kresse, D. Joubert // Physical Review B. – 1999. – Vol. 59, Iss. 3. – P. 1758.
- Perdew, J.P. Generalized Gradient Approximation Made Simple / J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof // Physical Review Letters. – 1996. – Vol. 77, Iss. 18. – P. 3865.
- Wannier90 as a Community Code: New Features and Applications / G. Pizzi, V. Vitale, R. Arita et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2020. – Vol. 32, Iss. 16. – P. 165902.
- TB2J: A Python Package for Computing Magnetic Interaction Parameters / X. He, N. Helbig, M.J. Verstraete, E. Bousquet // Computer Physics Communications. – 2021. – Vol. 264. – P. 107938.
- Constrained Monte Carlo Method and Calculation of the Temperature Dependence of Magnetic Anisotropy / P. Asselin, R.F.L. Evans, J. Barker et al. // Physical Review B. – 2010. – Vol. 82, Iss. 5. – P. 054415.
- Tetragonal Magnetostriction and Magnetoelastic Coupling in Fe-Al, Fe-Ga, Fe-Ge, Fe-Si, Fe- Ga-Al, and Fe-Ga-Ge Alloys / J.B. Restorff, M. Wun-Fogle, K.B. Hathaway et al. // Journal of Applied Physics. – 2012. – Vol. 111, Iss. 2. – P. 023905.
- Kubaschewski, O. Iron-Binary Phase Diagrams / O. Kubaschewski. – Berlin: Springer Berlin, Heidelberg, 1982. – 185 p.
