基于第一性原理分子动力学计算的无序局域矩图像中顺磁材料的有限温度弹性常数
材料科学
2016-08-24 v3
摘要
我们提出一个理论方案来计算高温顺磁态下磁性材料的弹性常数。我们的方法基于无序局域矩图像与第一性原理分子动力学（DLM-MD）的结合。此外，我们探究了使用最近引入的方法——对称性强加力常数温度依赖有效势（SIFC-TDEP）——来提高弹性性质模拟效率的可能性。我们选择了立方顺磁 CrN 作为模型系统。这是由于其技术重要性以及已证实的磁与晶格自由度间的强耦合。我们研究了顺磁 CrN 直至 1200 K 的温度依赖单晶与多晶弹性常数。在 T=300 K 下获得的结果与多晶弹性常数以及室温泊松比的实验值吻合良好。我们观察到杨氏模量强烈依赖于温度，从 T=300 K 到 1200 K 下降了约 14%。另外我们研究了 CrN 的弹性各向异性随温度的变化，并观察到随着温度升高 CrN 变得显著更加各向同性。我们证明使用 Birch 定律可能对温度引起的弹性模量变化计算导致实质性误差。所提出的方法学可用于准确预测磁性材料在其磁有序-无序相变温度以上的机械性质。
引用
@article{arxiv.1604.08855,
title = {Finite temperature elastic constants of paramagnetic materials within the disordered local moment picture from ab initio molecular dynamics calculations},
author = {Elham Mozafari and Nina Shulumba and Peter Steneteg and Björn Alling and Igor A. Abrikosov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.08855},
year = {2016}
}
备注
1 table, 3 figures