顺磁性 bcc Fe 中的声子软化及其与压力诱导相变的关系
材料科学
2015-06-22 v1
摘要
基于第一性原理声子计算，研究了压力下顺磁性 (PM) 体心立方 (bcc) Fe 的结构稳定性。PM 相的自旋构型采用具有超胞方法的二元特殊准随机结构 (SQS) 进行近似。声子模的行为可与压力诱导的面心立方 (fcc) 和六方密排 (hcp) 结构相变相关联，具体如下：对于 PM 相，发现对应于 bcc-hcp 相变路径的 N 点低频横模（N模）在各向同性体积压缩下表现出强烈的软化。在简谐近似下，该模的频率在体积减小时变为零。这一结果与实验事实不符，即 PM bcc 相到 hcp 相的相变不会在体积压缩下发生。只有考虑到 N模的非简谐行为才能解释这种表面上的矛盾；在体积压缩下，PM 相沿 N模的势能曲线变得更接近双阱形状。另一方面，在 PM 相中也发现了 2/3[111] 点处纵模在体积压缩下的软化，这表明沿该模发生了压力诱导的 bcc-fcc 相变。在铁磁性 (FM) bcc Fe 中未观察到此类行为，表明磁结构在相变机制中起着至关重要的作用。
引用
@article{arxiv.1408.6984,
title = {Phonon softening in paramagnetic bcc Fe and relationship with pressure-induced phase transition},
author = {Yuji Ikeda and Atsuto Seko and Atsushi Togo and Isao Tanaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.6984},
year = {2015}
}