1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 11, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 11, стр. 1102-1107

Электронная структура и магнитные свойства сплавов FeRhSn1 – xZx (Z = Ge, Si, Sb): исследование из первых принципов

О. О. Павлухина a, *, В. В. Соколовский a, В. Д. Бучельников a

a Челябинский Государственный Университет
454001 Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129, Россия

* E-mail: pavluhinaoo@mail.ru

Поступила в редакцию 26.06.2023
После доработки 21.08.2023
Принята к публикации 29.08.2023

Аннотация

Магнитные свойства и электронная структура сплавов FeRhSn1 − xZx  (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1) исследованы первопринципными методами с использованием программного пакета VASP. Показано, что для всех сплавов энергетически выгодна γ-фаза, кроме сплава FeRhSi, для которого равновесной является β-фаза. Показано, что добавление четвертого элемента в трехкомпонентный сплав приводит к изменению положения валентной зоны и зоны проводимости относительно уровня Ферми, что позволяет получить новые четырехкомпонентные сплавы, обладающие стопроцентной спиновой поляризаций. Показано, что сплавы FeRhSn1 − xGex (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1), FeRhSn1 − xSix (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75) и FeRhSn1 − xSbx (x = 0, 0.25) являются полуметаллическими ферромагнетиками.

Ключевые слова: сплавы Гейслера, полуметаллические ферромагнетики, теория функционала плотности, плотность электронных состояний

Список литературы

  1. Sakurada S., Shutoh N. Effect of Ti substitution on the thermoelectric properties of (Zr,Hf)NiSn half-Heusler compounds // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 86. P. 082105 (3).

  2. Kimura Y., Tamura Y., Kita T. Thermoelectric properties of directionally solidified half – Heusler compounds NbCoSn alloys // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 92. P. 012105 (3).

  3. Winterlik J., Fecher G.H., Thomas A., Felser C. Superconductivity in palladium based Heusler compounds // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. P. 064508 (9).

  4. Ma J., Hegde V.I., Munira K., Xie Y., Keshavarz S., Mildebrath D.T., Wolverton C., Ghosh A.W., Butler W.H. Computational investigation of half-Heusler compounds for spintronics applications // Phys. Rev. B. 2017. V. 95. P. 024411 (25).

  5. Meenakshi R., Srinivasan R.A.S., Amudhavalli A., Rajeswarapalanichamy R., Iyakutti K. Electronic structure, magnetic, optical and transport properties of half-Heusler alloys RhFeZ (Z = P, As, Sb, Sn, Si, Ge, Ga, In, Al) – a DFT study // Phase Trans. 2021. V. 94. P. 415–435.

  6. De Groot R.A., Mueller F.M., van Engen P.G., Buschow K.H.J. New Class of Materials: Half-Metallic Ferromagnets // Phys. Rev. Lett. 1983. V. 50. P. 2024–2027.

  7. Ahmad R., Mehmood N.A. Density functional theory investigations of half-Heusler compounds RhVZ (Z = P, As, Sb) // J. Supercond. Nov. Magn. 2017. V. 3. P. 1577–1586.

  8. Muhammad I., Zhang J.-M., Alia A., Rehman M.U., Muhammad S. Structural, mechanical, thermal, magnetic, and electronic properties of the RhMnSb half-Heusler alloy under pressure // Mater. Chem. Phys. 2020.V. 251. P. 123110 (9).

  9. Pavlukhina O.O., Sokolovskiy V.V., Buchelnikov V.D. Segregation tendency and properties of FeRh1 – xPtx alloys // JMMM. 2022. V. 556. P. 169403 (5).

  10. Pavlukhina O.O., Sokolovskiy V.V., Buchelnikov V.D., Zagrebin M.A. Investigation of electronic, magnetic and structural properties of the Fe1 − xMnxRh // JMMM. 2019. V. 476. P. 325–328.

  11. Pavlukhina O.O., Sokolovskiy V.V., Zagrebin M.A., Buchelnikov V.D. Modeling of the structural and magnetic properties of Fe−Rh−Z (Z= Mn, Pt) alloys by first principles methods // JMMM. 2019. V. 470. P. 69–72.

  12. Bennani M.A., Aziz Z., Terkhi S., Elandaloussi E.H., Bouadjemi B., Chenine D., Benidris M., Youb O., Bentata S. Structural, electronic, magnetic, elastic, thermodynamic, and thermoelectric properties of the half-Heusler RhFeX (with X = Ge, Sn) compounds // J. Supercond. Nov. Magn. 2021. V. 34. P. 211–225.

  13. Zhanga Y., Xub X. Machine learning modeling of lattice constants for half-Heusler alloys // AIP Advances. 2020. V. 10. P. 045121.

  14. Kresse G., Furthmuller J. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 11 169–11 186.

  15. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865–3868.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика металлов и металловедение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал