Electronic Structure and Magnetic Properties of FeRhSn 1 –  x   Z x   ( Z  = Ge, Si, Sb): Ab Initio Study

O. O. Pavlukhina; Павлухина О. О.; V. V. Sokolovskiy; Соколовский В. В.; V. D. Buchelnikov; Бучельников В. Д.

doi:10.31857/S0015323023601149

Электронная структура и магнитные свойства сплавов FeRhSn_{1 –} _xZ_x (Z = Ge, Si, Sb): исследование из первых принципов

Авторы: Павлухина О.О.¹, Соколовский В.В.¹, Бучельников В.Д.¹
Учреждения:
1. Челябинский Государственный Университет
Выпуск: Том 124, № 11 (2023)
Страницы: 1102-1107
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://journal-vniispk.ru/0015-3230/article/view/232711
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323023601149
EDN: https://elibrary.ru/FTMYER
ID: 232711

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Магнитные свойства и электронная структура сплавов FeRhSn_1 − xZ_x (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 FeRhSn_1 − xGe_x (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1), FeRhSn_1 − xSi_x (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75) и FeRhSn_1 − xSb_x (x = 0, 0.25) являются полуметаллическими ферромагнетиками.

Ключевые слова

сплавы Гейслера, полуметаллические ферромагнетики, теория функционала плотности, плотность электронных состояний

Список литературы

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).
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).
Winterlik J., Fecher G.H., Thomas A., Felser C. Superconductivity in palladium based Heusler compounds // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. P. 064508 (9).
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).
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.
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.
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.
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).
Pavlukhina O.O., Sokolovskiy V.V., Buchelnikov V.D. Segregation tendency and properties of FeRh1 – xPtx alloys // JMMM. 2022. V. 556. P. 169403 (5).
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.
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.
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.
Zhanga Y., Xub X. Machine learning modeling of lattice constants for half-Heusler alloys // AIP Advances. 2020. V. 10. P. 045121.
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.
Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865–3868.