由化学短程有序预测铁基铁磁二元合金的磁化强度
材料科学
2019-03-28 v1
摘要
在铁磁二元合金中，体心立方(bcc) Fe-Co 是磁化强度最高的一种。实验已知，有序 Fe-Co 结构比相同 Co 含量的无序固溶体具有更大的磁化强度。本工作中，我们基于密度泛函理论(DFT)研究，旨在对该特征进行定量预测，并指出轨道磁矩的作用。随后，我们引入一个基于 DFT 的解析模型，将 Co 浓度在 0 至 70 at.% 范围内的局域磁矩与化学成分关联起来。该模型还被推广用于预测给定浓度与化学短程有序下有序与无序结构的整体磁化强度。后一模型对解释实验数据尤为有用。基于这些模型，我们注意到 Fe 原子的局域磁矩主要由其前两个近邻壳层中的 Co 浓度决定，Co 原子的细致局域排布影响甚微。这些简单模型可完全复现 30% 至 70% Co 区间内有序与无序 Fe-Co 合金间磁化强度的差异，与实验数据吻合良好。最后，我们表明类似模型亦可建立于另一种 bcc 二元铁合金 Fe-Ni，其同样呈现原子间的铁磁相互作用。
引用
@article{arxiv.1903.11468,
title = {Predicting magnetization of ferromagnetic binary Fe alloys from chemical short range order},
author = {Van-Truong Tran and Chu-Chun Fu and Kangming Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.11468},
year = {2019}
}
备注
13 figures, 5 tables