(Mn,Fe)Ru$_2$Sn Heusler 固溶体中竞争性磁相互作用的第一性原理研究
材料科学
2017-10-06 v1
摘要
许多 Heusler 化合物具有非常适合用作自旋电子材料的磁性质。作为两种全 Heusler 化合物的固溶体而形成的伪二元 MnFeRuSn，最近被证明表现出交换硬化现象，暗示存在两个磁相，尽管它以\textit{单一}化学相存在。我们对 MnFeRuSn 伪二元体系的化学和磁自由度进行了第一性原理研究，以确定在单一相内导致交换硬化的独特磁行为的起源。我们发现，在用 Fe 替代 Mn 后，体系从反铁磁 (AFM) 行为转变为铁磁 (FM) 行为，这与实验结果一致。MnFeRuSn 中的最低能量有序排列由化学和磁学上均匀的 (111) 面组成，其中富 Fe 区域偏好 FM 有序，而富 Mn 区域偏好 AFM 有序，且与整体成分无关。电子结构分析表明，该合金的磁行为源于有利于 AFM 的 Sn 介导超交换与有利于 FM 的由自旋极化传导电子介导的 RKKY 交换之间的竞争。用 Fe 替代 Mn 时价态的变化，使相互作用由超交换主导向 RKKY 主导转变。
引用
@article{arxiv.1710.02089,
title = {First-principles investigation of competing magnetic interactions in (Mn,Fe)Ru$_2$Sn Heusler solid solutions},
author = {Elizabeth Decolvenaere and Michael Gordon and Ram Seshadri and Anton Van der Ven},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02089},
year = {2017}
}
备注
14 pages, 9 figures