1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 7, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 7, стр. 608-615

Электронная структура, термоэлектрические и оптические свойства сплавов Гейслера Mn2MeAl (Me = Ti, V, Cr)

Е. И. Шредер a, *, А. Н. Филанович a, b, Е. Д. Чернов a, А. В. Лукоянов a, b, В. В. Марченков a, b, Л. А. Сташкова a

a Институт физики металлов УрО РАН
620108 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18, Россия

b Уральский федеральный университет
620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия

* E-mail: shreder@imp.uran.ru

Поступила в редакцию 18.04.2023
После доработки 11.05.2023
Принята к публикации 15.05.2023

Аннотация

Представлены результаты расчетов электронной структуры, термоэлектрических характеристик и экспериментального исследования термоэлектрических, электрических, оптических свойств сплавов Гейслера Mn2МeAl (Me = Ti, V, Cr). Показано соответствие теории и эксперимента по знаку коэффициента Зеебека. Полученная картина зонного спектра позволяет дать качественное объяснение особенностей температурной зависимости электросопротивления и дисперсии диэлектрической проницаемости.

Ключевые слова: сплавы Гейслера, электронная структура, коэффициент Зеебека, электросопротивление, оптические свойства

Список литературы

  1. Марченков В.В., Ирхин В.Ю. Полуметаллические ферромагнетики, спиновые бесщелевые полупроводники и топологические полуметаллы на основе сплавов Гейслера: теория и эксперимент // ФММ. 2021. Т. 122. № 12. С. 1221–1246.

  2. Lue C.S., Kuo Y.-K. Thermoelectric properties of the semimetallic Heusler compounds Fe2 – xV1 + xM (M = = Al, Ga) // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. P. 085121 (4).

  3. Hayashi K., Li H., Eguchi M., Nagashima Y., Miyazaki Y. Magnetic Full-Heusler Compounds for Thermoelectric Applications // Magn. Mater. Magn. Levitation (ed. D.R. Sahu and V.N. Stavrou). https://doi.org/10.5772/intechopen.92867

  4. Hayashi K., Eguchi M., Miyazaki Y. Structural and Thermoelectric Properties of Ternary Full-Heusler Alloys // J. Electronic Mater. 2017. V. 46. P. 2710.

  5. Li H., Hayashi K., Nagashima Y., Yoshioka S., Dong J., Li J-F., Miyazaki Y. Effects of Disorder on the Electronic Structure and Thermoelectric Properties of an Inverse Full-Heusler Mn2CoAl Alloy // Chem. Mater. 2021. V. 33. P. 2543–2547.

  6. Jum’h I., Sâad Essaoud S., Baaziz H., Charifi Z., Telfah A. Electronic and Magnetic Structure and Elastic and Thermal Properties of Mn2-Based Full Heusler Alloys // J. of Supercond. Novel Magn. 2019. V. 32. P. 3915–3926.

  7. Korobeynikov I.V., Usik A.Yu., Govorkova T.E., Emelyanova S.M., Marchenkov V.V. Nonstoichiometric Fe–V–Al full Heusler alloys under high pressure: thermoelectric properties: High Pressure Research // High Pressure Research. 2021. V. 41. P. 184–197.

  8. Gavrikov I., Seredina M., Zheleznyy M., Shchetinin I., Karpenkov D., Bogach A., Chatterjee R., Khovaylo V. Magnetic and transport properties of Mn2FeAl // JMMM. 2019. V. 478. № 1. P. 55–58.

  9. Voronin A.I., Zueva V.Yu., Karpenkov D.Yu., Moskovskikh D.O., Novitskii A.P., Miki H., Khovaylo V.V. Preparation and study of the thermoelectric properties of Fe2TiSn1 – xSix Heusler alloys // Semiconductors. 2017. V. 51. P. 891–893.

  10. Mokhtari D.J., Jum’h I., Baaziz H., Charifi Z., Ghellab T., Telfah A., Hergenröder R. Structural, electronic, magnetic and thermoelectric properties of inverse Heusler alloys Ti2CoSi, Mn2CoAl and Cr2ZnSi by employing Ab initio calculations // Philosoph. Magazine. 2020. V. 100. № 12. P. 1636–1661.

  11. Li H., Hayashi K., Nagashima Y., Yoshioka Sh., Dong J., Li J.-F., Miyazaki Yu. Effects of Disorder on the Electronic Structure and Thermoelectric Properties of an Inverse Full-Heusler Mn2CoAl Alloy // Chem. Mater. 2021. V. 33. № 7. P. 2543–2547.

  12. Yousuf S., Gupta D.C. Investigation of electronic, magnetic and thermoelectric properties of Zr2NiZ (Z = = Al,Ga) ferromagnets // Mater. Chem. Physics. 2017. V. 192. P. 33–40.

  13. Buschow K.H.J., Van Engen P.G. Magnetic and magneto-optical properties of Heusler alloys based on aluminium and gallium // JMMM. 1981. V. 25. P. 90–96.

  14. Wollmann L., Chadov S., Kubler J., Felser C. Magnetism in cubic manganese-rich Heusler compounds // Phys. Rev. B. 2014. V. 90. P. 214420.

  15. Dash Sh., Lukoyanov A.V., Nancy, Mishra D., Mohammed Rasi U.P., Gangineni R.B., Vasundhara M., Patra A.K. Structural stability and magnetic properties of Mn2FeAl alloy with a β-Mn structure // JMMM. 2020. V. 513. P. 167205.

  16. Марченков В.В., Ирхин В.Ю., Перевозчикова Ю.А., Терентьев П.Б., Семянникова А.А., Марченкова Е.Б., Eisterer M. Кинетические свойства и полуметаллический магнетизм в сплавах Гейслера Mn2YAl // ЖЭТФ. 2019. Т. 155. Вып. 6. С. 1083–1090.

  17. Шредер Е.И., Лукоянов А.В., Мухачев Р.Д., Филанович А.Н., Даш Ш., Патра А.К., Васундхара М. Электронная структура и оптические свойства сплавов гейслера Mn2 –xFe1 +xAl (x = –0.5, 0, 0.5, 1) // ФММ. 2023. Т. 124. С. 257–263.

  18. Коуров Н.И., Марченков В.В., Королев А.В., Сташкова Л.А., Емельянова С.М., Weber H.W. Особенности свойств полуметаллических ферромагнитных сплавов Гейслера: Fe2MnAl, Fe2MnSi и Co2MnAl // ФТТ. 2015. Т. 57. Вып. 4. С. 684–691.

  19. Kresse G., Hafner J. Ab initio molecular dynamics for liquid metals // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. P. 558.

  20. Kresse G., Furthmüller G. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 11169.

  21. Blöchl P.E., Jepsen O., Andersen O.K. Improved tetrahedron method for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. P. 16223.

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

  23. Madsen G.K.H., Carrete J., Verstraete M.J. BoltzTraP2, a program for interpolating band structures and calculating semi-classical transport coefficients // Computer Phys. Commun. 2018. V. 231. P. 140–145.

  24. Антонов А.С., Новиков С.В., Пшенай-Северин Д.А., Бурков А.Т. Термоэлектрические свойства моносилицида кобальта и сплавов на его основе // Физика и техника полупроводников. 2019. Т. 53. Вып. 5. С. 674–679.

  25. Соколов А.В. Оптические свойства металлов. М.: ГИФМЛ, 1961. 464 с.

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