Electronic Structure and Magnetic Properties of FeRhSn1 – xZx (Z = Ge, Si, Sb): Ab Initio Study

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Abstract—

Magnetic properties and electronic structure of FeRhSn1 – xZx alloys (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1) have been investigated by first-principles methods using the VASP software package. It is shown that for all alloys the γ phase is energetically favorable, except for the FeRhSi alloy, for which the β phase is equilibrium. It is shown that the addition of a fourth element to a three-component alloy leads to a change in the position of the valence zone and conduction zone relative to the Fermi level, which makes it possible to obtain new four-component alloys possessing one hundred percent spin polarization. It is shown that FeRhSn1 – xGex (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1), FeRhSn1 – xSix (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75) and FeRhSn1 – xSbx (x = 0, 0.25) alloys are half-metallic ferromagnets.

About the authors

O. O. Pavlukhina

Chelyabinsk State University

Author for correspondence.
Email: pavluhinaoo@mail.ru
Russia, 454001, Chelyabinsk

V. V. Sokolovskiy

Chelyabinsk State University

Email: pavluhinaoo@mail.ru
Russia, 454001, Chelyabinsk

V. D. Buchelnikov

Chelyabinsk State University

Email: pavluhinaoo@mail.ru
Russia, 454001, Chelyabinsk

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (410KB)
3.

Download (256KB)
4.

Download (157KB)
5.

Download (426KB)
6.

Download (305KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».