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Ga2基Heusler合金Ga2XCr(X = Mn, Fe, Co, Ni, Cu)的四方畸变、电子结构、磁性及声子谱的第一性原理计算

陈家华 刘恩克 李勇 祁欣 刘国栋 罗鸿志 王文洪 吴光恒

Ga2基Heusler合金Ga2XCr(X = Mn, Fe, Co, Ni, Cu)的四方畸变、电子结构、磁性及声子谱的第一性原理计算

陈家华, 刘恩克, 李勇, 祁欣, 刘国栋, 罗鸿志, 王文洪, 吴光恒
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  • 运用基于密度泛函理论的第一性原理的方法, 对Ga2基Heusler合金Ga2XCr (X = Mn, Fe, Co, Ni, Cu)的四方畸变、电子结构、磁性及声子谱特性进行了系统的研究. 结果表明, 在保持体积不变的四方畸变中, 五种合金的磁矩主要由Cr元素提供; Ga2FeCr, Ga2CoCr和Ga2CuCr保持稳定的立方相, 而在Ga2MnCr和Ga2NiCr 中观察到能量更低的四方相, 且其能量最低点对应的c/a分别位于1.28和1.11处, 而对应的能量差ΔE 分别为-8.26 meV和-6.14 meV. 电子结构显示, Ga2MnCr和Ga2 NiCr的费米能级附近存在尖锐的电子态密度峰, 导致3d电子能级杂化向宽能量范围扩展, 以消除体系的高能量不稳态, 这个过程导致结构转变的发生. 基于适度的畸变度和能量差, 本文认为Ga2MnCr有存在铁磁马氏体相变的可能, 其声学支虚频的出现, 也进一步表明体系有声子模软化的行为.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-03
  • 修回日期:  2014-11-03
  • 刊出日期:  2015-04-05

Ga2基Heusler合金Ga2XCr(X = Mn, Fe, Co, Ni, Cu)的四方畸变、电子结构、磁性及声子谱的第一性原理计算

  • 1. 北京化工大学理学院, 北京 100029;
  • 2. 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室, 北京 100190;
  • 3. 河北工业大学材料学院, 天津 300130
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51301195, 51275029)资助的课题.

摘要: 运用基于密度泛函理论的第一性原理的方法, 对Ga2基Heusler合金Ga2XCr (X = Mn, Fe, Co, Ni, Cu)的四方畸变、电子结构、磁性及声子谱特性进行了系统的研究. 结果表明, 在保持体积不变的四方畸变中, 五种合金的磁矩主要由Cr元素提供; Ga2FeCr, Ga2CoCr和Ga2CuCr保持稳定的立方相, 而在Ga2MnCr和Ga2NiCr 中观察到能量更低的四方相, 且其能量最低点对应的c/a分别位于1.28和1.11处, 而对应的能量差ΔE 分别为-8.26 meV和-6.14 meV. 电子结构显示, Ga2MnCr和Ga2 NiCr的费米能级附近存在尖锐的电子态密度峰, 导致3d电子能级杂化向宽能量范围扩展, 以消除体系的高能量不稳态, 这个过程导致结构转变的发生. 基于适度的畸变度和能量差, 本文认为Ga2MnCr有存在铁磁马氏体相变的可能, 其声学支虚频的出现, 也进一步表明体系有声子模软化的行为.

English Abstract

参考文献 (43)

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