Математическое моделирование

Magnetic properties and electronic structure of half-Heusler alloys $\mathrm{FeRhSb}_{1-x}Z_x$ ($Z = \mathrm{P, As, Sn, Si, Ge, Ga, In, Al}$)

[Магнитные свойства и электронная структура половинных сплавов Гейслера $\mathrm{FeRhSb}_{1-x}Z_x$ ($Z = \mathrm{P, As, Sn, Si, Ge, Ga, In, Al}$)]

О. O. Pavlukhina^a, V. D. Buchelnikov^a, V. V. Sokolovskiy^a, M. A. Zagrebin^ab, I. S. Zotov<sup>a

a</sup> Chelyabinsk State University, Chelyabinsk, Russian Federation
^b South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation

Аннотация: Первопринципными методами исследованы электронная структура и магнитные свойства сплавов $\mathrm{FeRhSb}_{1-x}Z_x$ ($x = 0, 0,25, 0,5, 0,75, 1$) где $Z = \mathrm{P, As, Sn, Si, Ge, Ga, In, Al}$. Для всех соединений рассмотрены три кубические фазы с различным расположением атомов ($\alpha$, $\beta$ и $\gamma$). Показано, что $\beta$ фаза энергетически выгодна для сплавов $\mathrm{FeRhSb}_{1-x}Z_x$ ($x = 0,75, 1$), $\mathrm{FeRhAs}$ и $\mathrm{FeRhSi}$. Для остальных 29 сплавов энергетически выгодна $\gamma$ фаза. Значения равновесных параметров решетки и магнитных моментов тройных сплавов хорошо согласуются с литературными данными, полученными из других теоретических исследований. Получено, что ряд сплавов является полуметаллическими ферромагнитиками: $\mathrm{FeRhSb}_{0,25}\mathrm{Sn}_{0,75}$, $\mathrm{FeRhGe}$, $\mathrm{FeRhSn}$ и $\mathrm{FeRhSb}_{0,5}\mathrm{Al}_{0,5}$. Было показано, что замена элемента $Z$ на другой $sp$ элемент позволяет получить новые четырехкомпонентные сплавы, демонстрирующие $100~\%$ спиновую поляризацию.

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

УДК: 537.61

MSC: 81-04

Поступила в редакцию: 11.10.2024

Язык публикации: английский

DOI: 10.14529/mmp240404