Энергетический спектр и оптическое поглощение соединений Mn100-хAlх (x = 20 и 30) со структурой β-Mn
- Авторы: Князев Ю.В.1, Лукоянов А.В.1,2, Кузьмин Ю.И.1, Dash S.3,4, Patra A.K.3, Vasundhara M.5
-
Учреждения:
- Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО Российской академии наук
- Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
- Центральный университет Раджастана NH-8
- Технологический институт MLR
- Отдел полимеров и функциональных материалов, CSIR-Индийский институт химических технологий Тарнака
- Выпуск: Том 59, № 1 (2023)
- Страницы: 28-33
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/140113
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23010098
- EDN: https://elibrary.ru/OQHYER
- ID: 140113
Цитировать
Аннотация
Представлены результаты расчета электронных спектров, а также исследования оптических свойств бинарных соединений Mn70Al30 и Mn80Al20 со структурой β-Mn. Энергетические зависимости вычисленных плотностей электронных состояний, имеющих высокие значения на уровне Ферми, определяются широкими зонами, связанными с 3d-электронами марганца. На основе рассчитанных электронных структур проведен анализ экспериментальных спектров оптических проводимостей сплавов в области квантового поглощения света. По результатам исследований оптических свойств в инфракрасном диапазоне спектра определен ряд характеристик электронов проводимости.
Ключевые слова
Об авторах
Ю. В. Князев
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: knyazev@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург,
ул. С. Ковалевской, 18
А. В. Лукоянов
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО Российской академии наук; Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина
Email: knyazev@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург,
ул. С. Ковалевской, 18; Россия, 620002, Екатеринбург,
ул. Мира, 19
Ю. И. Кузьмин
Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО Российской академии наук
Email: knyazev@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург,
ул. С. Ковалевской, 18
Shubhra Dash
Центральный университет Раджастана NH-8; Технологический институт MLR
Email: knyazev@imp.uran.ru
Индия, 305817, Раджастан, Бандарсиндри; Индия, Телангана, Хайдарабад-500043
Ajit K. Patra
Центральный университет Раджастана NH-8
Email: knyazev@imp.uran.ru
Индия, 305817, Раджастан, Бандарсиндри
M. Vasundhara
Отдел полимеров и функциональных материалов, CSIR-Индийский институт химических технологий Тарнака
Email: knyazev@imp.uran.ru
Индия, 500007, Телангана, Хайдарабад
Список литературы
- Elphick K., Frost W., Samiepour M., Kubota T., Takanashi K., Sukegawa H., Mitani S., Hirohata A. Heusler Alloys for Spintronic Devices: Review on Recent Development and Future Perspectives // Sci. Technol. Adv. Mater. 2021. V. 22. № 1. P. 235–271. https://doi.org/10.1080/14686996.2020.1812364
- Jiang S., Yang K. Review of High-Throughput Computational Design of Heusler Alloys // J. Alloys Compd. 2021. V. 867. P. 158854-1–158854-14. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.158854
- Katsnelson M.I., Irkhin V.Yu., Chioncel L., Lichtenstein A.I., de Groot R.A. Half-Metallic Ferromagnets: From Band Structure to Many-body Effects // Rev. Mod. Phys. 2008. V. 80. № 2. P. 315–378. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.80.315
- Wollmann L., Chadov S., Kübler J., Felser C. Magnetism in Cubic Manganese-Rich Heusler Compounds // Phys. Rev. B. 2014. V. 90. № 21. P. 214420-1–214420-11. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.90.214420
- Li T., Khenata R., Cheng Z., Chen H., Yuan H., Yang T., Kuang M., Omran S.B., Wang X. Martensitic Transformation, Electronic Structure and Magnetism in D03-Ordered Heusler Mn3Z (Z = B, Al, Ga, Ge, Sb) Alloys // Acta Crystallogr., Sect. B. 2018. V. 74. P. 673–680. https://doi.org/10.1107/S2052520618013525
- Skomski R. Finite-Temperature Depolarization in Half Metals // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. V. 19. № 31. P. 315202-1–315202-14. https://doi.org/10.1088/0953-8984/19/31/315202
- Alling B., Shallcross S., Abrikosov I.A. Role of Stoichiometric and Nonstoichiometric Defects on the Magnetic Properties of the Half-metallic Ferromagnet NiMnSb // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. № 6. P. 064418-1–064418-9. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.73.064418
- Gavrikov I., Seredina M., Zheleznyy M., Shchetinin I., Karpenkov D., Bogach A., Chatterjee R., Khovaylo V. Magnetic and Transport Properties of Mn2FeAl // J. Magn. Magn. Mater. 2019. V. 478. № 1. P. 55–58. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.01.088
- Gao G.Y., Yao K.-L. Antiferromagnetic Half-metals, Gapless Half-metals, and Spin Gapless Semiconductors:The D03-type Heusler Alloys // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 103. № 23. P. 232409-1–232409-5. https://doi.org/10.1063/1.4840318
- Azar S.M., Hamad B.A., Khalifeh J.M. Structural, Electronic and Magnetic Properties of Fe3–xMnxZ (Z = Al, Ge, Sb) Heusler Alloys // J. Magn. Magn. Mater. 2012. V. 324. № 10. P. 1776–1785. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2011.12.037
- Han J., Wu X., Feng Y., Gao G. Half-Metallic Fully Compensated Ferrimagnetism and Multifunctional Spin Transport Properties of Mn3Al // J. Phys.: Condens. Matter. 2019. V. 31. № 30. P. 305501-1–305501-9. https://doi.org/10.1088/1361-648X/ab1732
- Jum′h I., Sâad essaoud S., Baaziz H., Charifi Z., Telfah A. Electronic and Magnetic Structure and Elastic and Thermal Properties of Mn2-Based Full Heusler Alloys // J. Supercond. Nov. Magn. 2019. V. 32. P. 3915–3926. https://doi.org/10.1007/s10948-019-5095-3
- Li Q.F., Yang C.H., Su J.L. Effect of Doping V on the Half-Metallic and Magnetic Properties of Mn3Al Intermetallic Compound // Physica B: Condens. Matter. 2011. V. 406. № 19. P. 3726–3730. https://doi.org/10.1016/j.physb.2011.07.003
- Jamer M.E., Wang Y.J., Stephen G.M., McDonald I.J., Grutter A.J., Sterbinsky G.E., Arena D.A., Borchers J.A., Kirby B.J., Lewis L.H., Barbiellini B., Bansil A., Heiman D. Compensated Ferrimagnetism in the Zero-moment Heusler Alloy Mn3Al // Phys. Rev. Appl. 2017. V. 7. № 6. P. 064036-1–064036-7. https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.7.064036
- Paddison J.A.M., Stewart J.R., Manuel P., Courtois P., McIntyre G.J., Rainford B.D., Goodwin A.L. Emergent Frustration in Co-Doped β-Mn // Phys. Rev. Lett. 2013. V. 110. № 26. P. 267207-1–267207-5. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.267207
- Dash S., Lukoyanov A.V., Nancy, Mishra D., Rasi U.P.M., Gangineni R.B., Vasundhara M., Patra A.K. Structural Stability and Magnetic Properties of Mn2FeAl Alloy with a β-Mn Structure // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 513. P. 167205-1–167205-9. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2020.167205
- Марченков В.В., Ирхин В.Ю., Перевозчикова Ю.А., Терентьев П.Б., Семянникова А.А., Марченкова Е.Б., Эйстерер М. Кинетические свойства и полуметаллический магнетизм в сплавах Гейслера Mn2YAl // ЖЭТФ. 2019. Т. 155. № 6. С. 1083–1090. https://doi.org/10.1134/S0044451019060129
- Giannozzi P., Baroni S., Bonini N., Calandra M., Car R., Cavazzoni C., Ceresoli D., Chiarotti G.L., Cococcioni M., Dabo I., Dal Corso A., de Gironcoli S., Fabris S., Fratesi G., Gebauer R., Gerstmann U., Gougoussis C., Kokalj A., Lazzeri M., Martin-Samos L., Marzari N., Mauri F., Mazzarello R., Paolini S., Pasquarello A., Paulatto L., Sbraccia C., Scandolo S., Sclauzero G., Seitsonen A.P., Smogunov A., Umari P., Wentzcovitch R.M. QUANTUM ESPRESSO: a Modular and Open-Source Software Project for Quantum Simulations of Materials // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. № 39. P. 395502-1–395502-19. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/39/395502
- Яржемский В.Г., Мурашов С.В., Изотов А.Д. Электронное строение и температура ферромагнитного перехода Ga1 – xMnxAs в неэмпирическом методе локального обмена // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 1. С. 3–10. https://doi.org/10.1134/S0002337X19010184
- Яржемский В.Г., Мурашов С.В., Изотов А.Д. Электронное строение и обменное взаимодействие в магнитных полупроводниках Ga1-xMnxAs и In1-xMnxSb // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 2. С. 119–123. https://doi.org/10.7868/S0002337X16020172
- Яржемский В.Г., Мурашов С.В., Изотов А.Д. Расчет электронного строения и обменного взаимодействия в полупроводниках InSb и GaAs при солегировании Mn и Ni // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 11. С. 1158–1162. https://doi.org/10.7868/S0002337X17110057
- Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. № 18. P. 3865–3868. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
- Носков М.М. Оптические и магнетооптические свойства металлов Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983. С. 220.