Co$_2$XAl Heusler 化合物的磁弹性与磁致伸缩性质

我们针对 Co 基 Co$_2$XAl（X = V、Ti、Cr、Mn、Fe）全 Heusler 化合物中的磁弹性与磁致伸缩性质，提出了一项全面的第一性原理电子结构研究。除常用的总能量方法外，我们采用力矩法计算磁弹性张量元。我们表明基于力矩的方法总体上计算更高效，且相较于基于自旋轨道耦合二阶微扰的传统方法，能够以精确方式揭示磁弹性常数在原子与轨道层面的贡献。磁致伸缩常数与现有实验数据吻合良好。结果揭示，磁致伸缩常数 $\lambda_{100}$ 与 $\lambda_{111}$ 的主要贡献分别源于 Co 原子应变诱导调制的 $\langle d_{x^2-y^2}|\hat{L}_z|d_{xy}\rangle$ 与 $\langle d_{z^2}|\hat{L}_x|d_{yz}\rangle$ 自旋轨道耦合矩阵元。