无序新型四元 Heusler 合金 FeMnVGa 中的高自旋极化
强关联电子
2023-07-26 v1
摘要
本工作中，我们报道了基于 Fe 的新型半金属性四元 Heusler 合金 FeMnVGa 的成功合成，并通过不同实验方法与理论技术探究了其结构、磁性与输运性质。对不同类型结构进行的密度泛函理论（DFT）计算表明，在全部有序变体中，2 型有序结构（空间群：F-43m，Ga 位于 4a，V 位于 4b，Mn 位于 4c，Fe 位于 4d）具有最低能量。在 2 型有序结构中的第一性原理模拟进一步揭示该化合物为半金属铁磁体（HMF），具有较大的自旋极化（89.9%）。中子衍射表明该化合物结晶于无序 2 型结构（空间群：Fm-3m），其中 Ga 占据 4a，V 占据 4b，Fe/Mn 以 50:50 比例占据 4c/4d 位。结构无序进一步由 X 射线衍射（XRD）、扩展 X 射线吸收精细结构（EXAFS）、57Fe Mössbauer 谱结果以及 DFT 计算所证实。磁化研究表明该化合物在 TC ~ 293 K 以下呈铁磁性有序，且饱和磁化强度遵循 Slater-Pauling 规则。Mössbauer 谱与中子衍射共同表明，Mn 是化合物总磁性的主要贡献者，这与理论计算一致。第一性原理计算指出，即便存在如此大的原子无序，自旋极化仍保持较高（81.3%）。在无序存在下半金属铁磁体性质的鲁棒性是相较于文献中其他已报道 HMF 的相当独特的性质，并使该化合物在自旋电子学应用中颇具前景。
引用
@article{arxiv.2303.08579,
title = {High spin-polarization in a disordered novel quaternary Heusler alloy FeMnVGa},
author = {Shuvankar Gupta and Sudip Chakraborty and Vidha Bhasin and Santanu Pakhira and Shovan Dan and Celine Barreteau and Jean-Claude Crivello and S. N. Jha and Maxim Avdeev and Jean Marc Greneche and Dibyendu Bhattacharyya and Eric Alleno and Chandan Mazumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.08579},
year = {2023}
}