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等价电子数组元Heusler合金Fe2RuSi中的原子占位

辛月朋 马悦兴 郝红月 孟凡斌 刘何燕 罗鸿志

等价电子数组元Heusler合金Fe2RuSi中的原子占位

辛月朋, 马悦兴, 郝红月, 孟凡斌, 刘何燕, 罗鸿志
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  • 对等价电子数组元Heusler合金Fe2RuSi的原子占位、电子结构与磁性进行了理论与实验研究. 第一性原理计算表明, 虽然Fe2RuSi中Fe, Ru均有8个价电子, 但是Ru仍表现出强烈的占据A, C晶位倾向. 基态总能最低的是Fe与Ru分别占据A, C晶位的XA结构, 次低的是Fe, Ru在A, C位混乱占位的L21B结构, 且两者能量差很小. 这说明决定Heusler 合金中过渡族原子占位的因素除价电子数以外还可能有原子半径和共价杂化作用等. 态密度和差分电荷密度计算表明Heusler合金中主族元素与最近邻过渡族元素之间的p-d共价杂化对Heusler合金的占位有明显影响, 在XA结构中Ru与Si和Fe (B)之间都存在明显的杂化作用, 而在高能的L21结构中, Si与最近邻的Fe 杂化作用相当弱. XRD测试表明在室温Fe2RuSi存在A, C位之间的Fe-Ru反占位, 形成了能量次高的L21B结构, 这主要来自于混合熵对自由能的贡献及其引起的原子自发混乱占位. 在5 K下Fe2RuSi的饱和磁矩为4.87 B/f.u., 与计算值符合得相当好.
      通信作者: 罗鸿志, luo_hongzhi@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11474343,51371075)和河北省教育厅基金(批准号:BJ2014012)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-01
  • 修回日期:  2016-05-16
  • 刊出日期:  2016-07-20

等价电子数组元Heusler合金Fe2RuSi中的原子占位

  • 1. 河北工业大学材料科学与工程学院, 天津 300130
  • 通信作者: 罗鸿志, luo_hongzhi@163.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11474343,51371075)和河北省教育厅基金(批准号:BJ2014012)资助的课题.

摘要: 对等价电子数组元Heusler合金Fe2RuSi的原子占位、电子结构与磁性进行了理论与实验研究. 第一性原理计算表明, 虽然Fe2RuSi中Fe, Ru均有8个价电子, 但是Ru仍表现出强烈的占据A, C晶位倾向. 基态总能最低的是Fe与Ru分别占据A, C晶位的XA结构, 次低的是Fe, Ru在A, C位混乱占位的L21B结构, 且两者能量差很小. 这说明决定Heusler 合金中过渡族原子占位的因素除价电子数以外还可能有原子半径和共价杂化作用等. 态密度和差分电荷密度计算表明Heusler合金中主族元素与最近邻过渡族元素之间的p-d共价杂化对Heusler合金的占位有明显影响, 在XA结构中Ru与Si和Fe (B)之间都存在明显的杂化作用, 而在高能的L21结构中, Si与最近邻的Fe 杂化作用相当弱. XRD测试表明在室温Fe2RuSi存在A, C位之间的Fe-Ru反占位, 形成了能量次高的L21B结构, 这主要来自于混合熵对自由能的贡献及其引起的原子自发混乱占位. 在5 K下Fe2RuSi的饱和磁矩为4.87 B/f.u., 与计算值符合得相当好.

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