Магнитные свойства ГЦК-железоникелевых сплавов при конечных температурах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x исследуется зависимость температуры Кюри, спиновых флуктуаций, среднего и локального магнитных моментов от концентрации x. Показано, как зависимость среднего и локального магнитных моментов от концентрации меняется с температурой. Проблема рассматривается в перенормированной гауссовой аппроксимации динамической теории спиновых флуктуаций. Численные результаты находятся в хорошем согласии с экспериментом.

Полный текст

  1. ВВЕДЕНИЕ

Анализ взаимосвязи электронной структуры и магнитных свойств железоникелевых сплавов остается важной проблемой в теории и приложениях [1, 2]. Значительная часть теоретических работ посвящена исследованию фазовой диаграммы (см., напр., [3, 4]).

В расчетах магнитных характеристик ГЦК-железоникелевых сплавов при конечных температурах нелокальными спиновыми корреляциями либо пренебрегают, используя приближение когерентного потенциала и динамическую теорию среднего поля (ПКП+ДТСП; см., напр., [5, 6]), либо описывают их с помощью различных приближений для эффективных гамильтонианов с классическими спинами (см., напр., [7–11]).

Одновременный учет квантового характера и нелокальности спиновых флуктуаций реализован пока лишь в динамической теории спиновых флуктуаций (ДТСФ) [12]. Использование ДТСФ позволило рассчитать температурную зависимость магнитных характеристик инварного сплава Fe0.65Ni0.35 [13, 14] и получить зависимость температуры Кюри разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x от концентрации x [15].

В настоящей работе для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x детально изучается зависимость различных магнитных характеристик: спиновых флуктуаций, среднего и локального магнитных моментов — от температуры и концентрации x. Мы исследуем, как меняется зависимость среднего и локального магнитных моментов от x с ростом температуры (качественный характер этих кривых в сплавах был исследован в [16]), и анализируем сходство зависимости магнитных моментов и температуры Кюри от x. Проблема рассматривается в перенормированной гауссовой аппроксимации динамической теории спиновых флуктуаций (ДТСФ-ПГА) [12, 14] с использованием спин-поляризованных плотностей электронных состояний, рассчитанных в ККР-ПКП [15]. Результаты ДТСФ-ПГА сравниваются с другими расчетами и экспериментом.

Изложение построено следующим образом. В разделе 2 кратко описана расчетная схема. В разделе 3 дан обзор теории и эксперимента, связанных с кривой Слэтера–Полинга. В разделе 4 приведены результаты при конечных температурах. В разделе 5 сформулированы выводы.

  1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

В основе ДТСФ лежит квадратичная аппроксимация свободной энергии F (V) во флуктуирующем обменном поле V, которая позволяет выполнить самосогласованное усреднение по всем конфигурациям поля. При конечной температуре T (в энергетических единицах) решается система нелинейных уравнений для средних квадратов флуктуаций обменного поля на узле:

<ΔVα2>=1NqUT2Ndλqα2πarctanUφqαπ2T6Ndλqα, (1)

где N — число узлов кристаллической решетки, Nd = 5 — число d-полос на атом и спин,

λqα=1Uχqα(0), φqα=dImχqα(ε)dεε=0, α=x,z,

для среднего обменного поля:

<Vz>=Usz, sz=(nn)/2 (2)

и химического потенциала μ:

ne=n+n, nσ=1πImgσ(ε)f(ε)dε, (3)

где nσ — число электронов с проекцией спина σ = ↑, ↓ или ±1, ne — полное число электронов (на атом и полосу). В приведенных соотношениях χqα(ε) — динамическая восприимчивость, f (ε) = [exp ((ε − μ) / T) + 1]−1 — функция Ферми,

gσ(ε)=ν(ε')εσVzΔΣσ(ε)ε'dε'

— средняя одноузельная функция Грина, где ν (ε) — немагнитная плотность электронных состояний (ПЭС) на атом, полосу и спин, ΔΣσ (ε) — флуктуационный вклад в собственно-энергетическую часть, вычисляемый по формуле:

ΔΣσ(ε)=gσ(ε)<ΔVz2>1+2σ<Vz>gσ(ε)+2gσ¯(ε)<ΔVx2>, σ¯=σ.

В ДТСФ-ПГА делается перенормировка квадратичной аппроксимации свободной энергии во флуктуирующем поле F (V) за счет членов высокого порядка по V. В окончательных уравнениях это приводит к перенормировке среднего спина и восприимчивости:

s~z=(1+η)sz, χ~qα(ε)=(1+3η)χqα(ε). (4)

Поправочный коэффициент  имеет вид:

η=-πW2χLx(0)<Δvx2>+χLz(0)<Δvz2>, (5)

где W — ширина d-полосы, χLα(0) — локальная статическая восприимчивость.

При T = 0 средние квадраты флуктуаций <Δvα2> обращаются в нуль и система переходит в систему уравнений теории среднего поля Стонера (2) и (3). Это дает возможность найти эффективную константу U по известному магнитному моменту mz (T = 0), после чего при  исходная система решается методом продолжения по параметру относительно переменных <Δvx2>, <Δvz2>, <Vz>, μ и ΔΣσ (ε) [17]. Вычисление температурной зависимости магнитных характеристик от параметров выполняется с помощью программы MAGPROP [18].

Квадраты среднего sz2<s>2 и локального sL2<s2> спинов отличаются на величину среднеквадратичной спиновой флуктуации Δs2<(s<s>)2>:

sL2=sz2+Δs2.

(Здесь <...> — квантовостатистическое среднее при температуре T.) Спиновые флуктуации складываются из флуктуаций при T = 0 ("нулевых") и температурных флуктуаций:

Δs2=Δszp2+Δstemp2.

В ДТСФ мы рассматриваем только температурные флуктуации, полагая Δszp2=0. Считаем, что “нулевые” флуктуации уже учтены за счет перенормировки константы U. При T = 0 температурная флуктуация тоже обращается в нуль: Δstemp2=0. Тогда средний mz (T) = gNdsz (T) [μB] и локальный mL (T) = gNdsL (T) [μB] магнитные моменты при T = 0 совпадают: mz (0) = mL (0). При конечной температуре, решая систему уравнений ДТСФ-ПГА (1)–(5), находим локальный магнитный момент по формуле:

mLT/mL(0)=[(<VzT>2+<ΔV2>)/<Vz0>2]1/2.

  1. МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ ПРИ T = 0

Магнитный момент ферромагнитных металлов и сплавов при  довольно хорошо описывается правилом Слэтера, которое обобщает правило Хунда для атома на случай металлов. По правилу Слэтера магнитный момент (в единицах ) равен числу нескомпенсированных по спину d-электронов на атом (см. [21]). Для ферромагнитных металлов и сплавов получаем:

mz(Ne)=2NdNe, (6)

где среднее число d-электронов на атом в металле Ne = Ndne может быть дробным1. Обоснование (6) вытекает из теории Стонера. Из (2) и (3) следует

mz=Nd(nn)=2NdnNe.

Если полоса d-состояний со спином вверх целиком заполнена (как в Co и Ni), а значит дальнейшая поляризация не приводит к росту магнитного момента, получаем линейную зависимость, убывающую под углом 45 градусов с ростом Ne. Максимальный магнитный момент находится между Fe и Co и отвечает почти целиком заполненной d-полосе. Зависимость магнитного момента от среднего числа электронов на атом, известная как кривая Слэтера–Полинга [19], дает хорошее приближение для сплавов металлов с близкими атомными номерами, в частности Fe-Co, Co–Ni и Fe–Ni (рис. 1)2.

 

Рис. 1. Кривая Слэтера–Полинга для сплавов Fe, Co и Ni. Экспериментальные значения взяты из [19], кроме ГЦК-сплавов Fe–Co [20] и Fe–Ni [4]. Значения mz при T = 0, использованные в расчетах ДТСФ-ПГА, обозначены звездочками.

 

Изложенные выше факты были подтверждены нашими расчетами mz при T = 0 в теории Стонера [16]. В рамках теории Стонера можно считать, что сплавление приводит лишь к смещению уровня Ферми [23]. Поэтому расчеты [16] были выполнены с помощью варьирования Ne для ПЭС железа, кобальта и никеля. Однако расчеты, выполненные при конечных температурах, показали, что поведение кривой Слэтера–Полинга в теории Стонера и в ДТСФ имеет даже качественно различный характер, из-за того, что теория Стонера полностью игнорирует спиновые флуктуации.

  1. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИ КОНЕЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Мы исследуем разупорядоченный ГЦК-сплав FexNi1–x при концентрациях железа x от 0.1 до 0.63, используя те же исходные немагнитные ПЭС при T = 0, что и в работе [15]. Спин-поляризованные ПЭС, рассчитанные в ККР-ПКП для ГЦК FexNi1–x при x от 0.1 до 0.6 [15], находятся в хорошем согласии со спин-поляризованными ПЭС для x = 0.4 и 0.6, вычисленными в [24]. Немагнитная ПЭС сплава вычислена по схеме, описанной в работе [13]. Полученные ПЭС сглажены с помощью свертки с функцией Лоренца полуширины Г = 0.001 W для удаления нефизических пиков в зонном расчете, который полностью игнорирует затухание одноэлектронных состояний. ПЭС сплавов FexNi1–x, нормированные на одно d-состояние (на атом, полосу и спин), изображены на рис. 2. Зависимость магнитного момента при T = 0 от числа электронов лежит на правой ветви кривой Слэтера–Полинга, отвечающей сплавам с ГЦК-решеткой (рис. 1).

 

Рис. 2. ПЭС d-электронов разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, сглаженная с помощью свертки с функцией Лоренца полуширины Г = 0.001 W. Вертикальной чертой обозначен уровень Ферми εF.

 

Результаты расчетов магнитных характеристик в ДТСФ-ПГА приведены на рис. 3. Температурная зависимость магнитного момента находится в хорошем согласии с экспериментом [25]. Температурная зависимость остальных характеристик хорошо согласуется с результатами расчетов, приведенными в [12] для чистых Fe, Co и Ni. Так, продольные спиновые флуктуации <ΔVz2> преобладают в ГЦК FexNi1–x при концентрациях x = 0.1–0.3, как в чистом Ni. Продольные <ΔVz2> и поперечные <ΔVx2> спиновые флуктуации примерно совпадают при концентрациях x = 0.4–0.5, как в чистом Co. Наконец, поперечные спиновые флуктуации <ΔVx2> преобладают при концентрациях x = 0.6, как в чистом Fe. Аналогично, локальный момент mL растет с температурой при x = 0.1–0.3, как в Ni, практически постоянен при x = 0.4, как в Co, и убывает с температурой при x = 0.5–0.6, как в Fe. Однородная парамагнитная восприимчивость χ0 (0) удовлетворяет закону Кюри–Вейса при всех x, как и для чистых металлов.

 

Рис. 3. Магнитный момент mz/mz0 (расчет —, эксперимент • • • [25]), среднеквадратичные флуктуации <ΔVx2> (— • • —) и <ΔVz2> (— — —) в единицах квадрата среднего поля V¯z2 при T = 0, локальный магнитный момент mL/mz0 (• • • •) и обратная парамагнитная восприимчивость χ–1 (— • —) в единицах kBTCexp/μB2 разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x при концентрациях железа 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанные в ДТСФ-ПГА как функции относительной температуры T/TCexp.

 

Зависимость температуры Кюри от концентрации никеля приведена на рис. 4. Экспериментальная кривая имеет максимум вблизи 70 ат. % Ni. Кривая в ДТСФ-ПГА находится в хорошем согласии с экспериментальной кривой [3, 26]. Для сравнения приведены результаты локальных приближений: статического приближения ПКП [27] и динамического приближения ПКП+ДТСП [6]. Как видно, в статике [27] максимум TC заметно смещен в сторону больших концентраций Ni4. Расчет в одноузельном динамическом приближении ПКП+ДТСП [6] приводит к существенным отличиям от результатов статики [27].

 

Рис. 4. Зависимость температуры Кюри TC для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x от концентрации никеля 1 − x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанная в динамической нелокальной теории ДТСФ-ПГА, в одноузельных теориях: статическом приближении ПКП [27] и динамическом приближении ПКП+ДТСП [6] — и в эксперименте [3, 26].

 

Результаты, полученные с помощью различных приближений для эффективных гамильтонианов с классическими спинами [9, 10, 15], дают хорошее количественное согласие с экспериментом при некоторых концентрациях, но не дают правильного хода температурной зависимости TC от концентрации в целом. В частности, максимум TC в расчетах [9, 10, 15] заметно смещен в сторону малых концентраций Ni, вопреки эксперименту (рис. 4).

Зависимость температуры Кюри TC от среднего числа электронов на атом для сплавов Fe, Co и Ni приведена на рис. 5. У этой зависимости есть некоторое сходство с кривой Слэтера– Полинга (рис. 1). Однако различия в поведении TC для ГЦК-сплавов Fe–Ni и Co–Ni (как и для ОЦК-сплавов Fe–Ni и Co–Ni) значительно более заметные, чем в поведении mz при T = 0. Кроме того, для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x максимум температуры Кюри TC достигается при больших концентрациях никеля, чем максимум зависимости mz при T = 0 на кривой Слэтера–Полинга.

 

Рис. 5. Зависимость температуры Кюри TC от среднего числа электронов на атом для сплавов Fe, Co и Ni. Экспериментальные значения взяты из [26], кроме ГЦК-сплавов Fe–Co [29] и Fe–Ni [4]. Значения TC, рассчитанные в ДТСФ-ПГА, обозначены звездочками.

 

Кривые среднего магнитного момента mz, как функции концентрации никеля при конечных температурах, приведены на рис. 6. Как видно, с ростом температуры кривая Слэтера–Полинга смещается к нулю. Зависимость mz от концентрации Ni при комнатных температурах остается практически прямой линией, параллельной кривой Слэтера–Полинга, в полном согласии с экспериментом [30]. При дальнейшем росте температуры зависимость магнитного момента mz от концентрации искривляется и становится похожей на зависимость температуры Кюри TC от концентрации (рис. 4). Максимум mz постепенно смещается в сторону больших концентраций Ni и при высоких температурах находится между 50 ат. % и 60 ат. %Ni. Эти результаты находятся в качественном согласии с результатами расчетов в ДТСФ, которые были получены с помощью варьирования числа d-электронов для ПЭС железа, кобальта и никеля в нашей работе [16].

 

Рис. 6. Зависимость среднего магнитного момента mz для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x от концентрации никеля 1 − x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанная в ДТСФ-ПГА при различных температурах.

 

Зависимости локального магнитного момента как функции концентрации никеля при различных температурах представлены на рис. 7 (температуры те же, что на рис. 6). Как видно, линейная зависимость локального магнитного момента от концентрации слабо меняется с ростом температуры вплоть до комнатных температур. При дальнейшем росте температуры убывающая зависимость остается, но разброс значений локального момента постепенно уменьшается. Экстраполяция наших результатов при TC находится в разумном согласии с экспериментальными значениями mL, полученными в нейтронном рассеянии: 1.55–1.7 для Fe и 0.6–0.9 для Ni (подробнее см. [12, 31] и ссылки там). Вид зависимости локального момента от концентрации принципиально отличается от зависимостей температуры Кюри и среднего магнитного момента от концентрации (рис. 4 и 6). В частности, максимум mL достигается при концентрации никеля 1 – x = 0.4 при всех температурах, кроме температур вблизи T = 600 K, где он немного смещается в сторону больших концентраций никеля: 1 – x = 0.5.

 

Рис. 7. Зависимость локального магнитного момента mL для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x от концентрации никеля 1 − x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанная в ДТСФ-ПГА при различных температурах. На врезке более крупно показаны значения при концентрациях никеля 1 − x = 0.7 и 1 − x = 0.8.

 

Качественный ход зависимости локального момента от концентрации при высоких температурах был верно предсказан в наших ДТСФ-расчетах [16]. Однако для реального сплава кривые при высоких температурах оказались более выпуклыми кверху (рис. 7), чем предсказывал наш предварительный анализ.

  1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одновременный учет квантового и нелокального характера спиновых флуктуаций в ДТСФ-ПГА позволил рассчитать зависимости среднего и локального магнитных моментов, спиновых флуктуаций и парамагнитной восприимчивости от температуры для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6.

Температурная зависимость магнитного момента находится в хорошем согласии с экспериментом. Продольные спиновые флуктуации преобладают при концентрациях x = 0.1–0.3 (как в чистом Ni), продольные и поперечные флуктуации примерно совпадают при концентрациях x = 0.4–0.5 (как в Co) и, наконец, поперечные флуктуации преобладают при концентрациях x = 0.6 (как в Fe).

Зависимость среднего магнитного момента от концентрации остается практически прямой линией, параллельной кривой Слэтера–Полинга вплоть до комнатных температур, в полном согласии с экспериментом. При дальнейшем росте температуры зависимость магнитного момента от концентрации искривляется и становится похожей на зависимость температуры Кюри от концентрации: имеет ярко выраженный максимум между 50 ат. % и 60 ат. %Ni.

Зависимость локального магнитного момента от концентрации тоже остается практически линейной вплоть до комнатных температур. Однако эта прямая не параллельна кривой Слэтера–Полинга, и ее наклон уменьшается с ростом температуры. При дальнейшем росте температуры зависимость локального магнитного момента от концентрации остается убывающей, но становится нелинейной. Максимум локального момента достигается при концентрациях 40 ат. % и 50 ат. %Ni.

Детальное изучение парамагнитных свойств ГЦК-железоникелевых сплавов в ДТСФ-ПГА является задачей нашего дальнейшего исследования.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы признательны Г.В. Парадеженко за предоставление исходных немагнитных ПЭС, использованных в ДТСФ-расчетах [15], и рецензентам за полезные замечания. Работа выполнена в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема “Квант” № 122021000038-7).

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

1 Обобщения правила Слэтера были предложены в работе [22] (см. также [12, Глава 13]).

2 Как видно из рис. 1, для ГЦК-сплавов Fe–Co и Fe–Ni при больших концентрациях железа наблюдаются ответвления от кривой Слэтера–Полинга.

3 При концентрациях железа x > 0.7 ГЦК-сплав FexNi1–x становится антиферромагнитным.

4 В работе [28] была сделана попытка выйти за пределы одноузельного приближения в статике [27], но заметных отличий для сплавов Fe–Ni она не принесла.

×

Об авторах

Н. Б. Мельников

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: melnikov@cs.msu.ru
Россия, Ленинские горы, Москва, 119991

Б. И. Резер

Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН

Email: melnikov@cs.msu.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Ebert H., Mankovsky S., Wimmer S. “Electronic structure: Metals and insulators” in Handbook of Magnetism and Magnetic Materials (Coey M. and Parkin S., eds.) Berlin: Springer, 2021. P. 1–73.
  2. Sharma M.K., Kumar A., Kumari K., Yadav N., Vij A., Koo B.H. Coexisting magnetic interaction, critical behavior and magnetocaloric effect at high temperature in Fe50Ni50 soft ferromagnetic alloy // J. Magn. Magn. Mater. 2024. V. 596. P. 171928.
  3. Swartzendruber L.J., Itkin V.P., Alcock C.B. The Fe-Ni (Iron-Nickel) System // J. Phase Equilibria, 1991. V. 12. P. 288–312.
  4. Xiong W., Zhang H., Vitos L., Selleby M. Magnetic phase diagram of the Fe–Ni system // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 521–530.
  5. Kakehashi Y. Modern theory of magnetism in metals and alloys. Berlin: Springer, 2012.
  6. Poteryaev A.I., Skorikov N.A., Anisimov V.I., Korotin M.A. Magnetic properties of Fe1–xNix alloy from CPA+DMFT perspectives // Phys. Rev. B. 2016. V. 93. P. 205135.
  7. Crisan V., Entel P., Ebert H., Akai H., Johnson D.D., Staunton J.B. Magnetochemical origin for Invar anomalies in iron-nickel alloys // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. P. 014416.
  8. Ruban A.V., Khmelevskyi S., Mohn P., Johansson B. Magnetic state, magnetovolume effects, and atomic order in Fe65Ni35 Invar alloy: A first principles study // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. P. 014420.
  9. Takahashi C., Ogura M., Akai H. First-principles calculation of the Curie temperature Slater–Pauling curve // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. V. 19. N 36. P. 365233.
  10. Kudrnovský J., Drchal V., Bruno P. Magnetic properties of fcc Ni-based transition metal alloys // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. P. 224422.
  11. Ruban A.V. First-principles modeling of the Invar effect in Fe65Ni35 by the spin-wave method // Phys. Rev. B. 2017. V. 95. P. 174432.
  12. Melnikov N., Reser B. Dynamic Spin Fluctuation Theory of Metallic Magnetism. Berlin: Springer, 2018.
  13. Reser B.I. Temperature dependence of magnetic properties of a disordered Fe0.65Ni0.35 // Phys. Met. Metallogr. 2007. V. 103. P. 373–379.
  14. Melnikov N.B., Reser B.I., Grebennikov V.I. Extended dynamic spin-fluctuation theory of metallic magnetism // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. V. 23. P. 276003.
  15. Paradezhenko G.V., Yudin D., Pervishko A.A. Random iron-nickel alloys: From first principles to dynamic spin fluctuation theory // Phys. Rev. B. 2021. V. 104. P. 245102.
  16. Melnikov N.B., Gulenko A.S., Reser B.I. Relation between magnetism and electronic structure of 3d-metal alloys in the Stoner theory and in the DSFT // Phys. Met. Metallogr. 2024. V. 125. N 1. P. 49–55.
  17. Paradezhenko G.V., Melnikov N.B., Reser B.I. Numerical continuation method for nonlinear system of scalar and functional equations // Comp. Math. Math. Phys. 2020. V. 60. P. 404–410.
  18. Reser B.I., Paradezhenko G.V., Melnikov N.B. Program suite MAGPROP 2.0. / Russian Federal Service for Intellectual Property (ROSPATENT), 2018.
  19. Bozorth R.M. Ferromagnetism. New York/Piscataway, NJ: Wiley-IEEE, 2nd ed. 1993.
  20. Ayuela A., March N.H. The magnetic moments and their long-range ordering for Fe atoms in a wide variety of metallic environments // Int. J. Quantum Chem. 2010. V. 110. P. 2725–2733.
  21. Slater J.C. Quantum Theory of Molecules and Solids, Vol. 4: The Self-Consistent Field for Molecules and Solids. New York: McGraw-Hill, 1974.
  22. Reser B.I., Rosenfeld E.V., Shipitsyn E.V. Spin correlators in the one-electron approximation applied to bcc iron // Phys. Met. Metallogr. 1990. V. 69. N 6. P. 48–57.
  23. White R.M. Quantum Theory of Magnetism. Berlin: Springer, 3rd ed. 2007.
  24. Minár J., Mankovsky S., Sipr O., Benea D., Ebert H. Correlation effects in fcc-FexNi1–x alloys investigated by means of the KKR-CPA // J. Phys.: Condens. Matter. 2014. V. 26. P. 274206.
  25. Crangle J., Hallam G.C. The magnetism of face-centered cubic and body-centered cubic iron-nickel alloys // Proc. R. Soc. Lond. A. 1963. V. 272. P. 119–132.
  26. Wijn H.P.J., ed. Magnetic Properties of Metals. 3d, 4d and 5d Elements, Alloys and Compounds. Landolt-Börnstein New Series. V. III/19a. Berlin: Springer, 1986.
  27. Kakehashi Y. Theory of the Invar effect in FeNi alloy // J. Phys. Soc. Jpn. 1981. V. 50. N 7. P. 2236–2245.
  28. Kakehashi Y. Systematic variations of magnetic properties in 3d transition metal alloys // Prog. Theor. Phys. Suppl. 1990. V. 101. P. 105–117.
  29. Shiga M., Yamamoto M. Magnetism and phase stability of fcc Fe-Co alloys precipitated in a Cu matrix // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. V. 13. N 29. P. 6359.
  30. Glaubitz B., Buschhorn S., Brüssing F., Abrudan R., Zabel H. Development of magnetic moments in Fe1–xNix alloys // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. V. 23. N 25. P. 254210.
  31. Melnikov N.B., Reser B.I., Paradezhenko G.V. Short-range order in metals above the Curie temperature // AIP Advances. 2018. V. 8. P. 101402.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Кривая Слэтера–Полинга для сплавов Fe, Co и Ni. Экспериментальные значения взяты из [19], кроме ГЦК-сплавов Fe–Co [20] и Fe–Ni [4]. Значения mz при T = 0, использованные в расчетах ДТСФ-ПГА, обозначены звездочками.

Скачать (76KB)
3. Рис. 2. ПЭС d-электронов разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, сглаженная с помощью свертки с функцией Лоренца полуширины Г = 0.001 W. Вертикальной чертой обозначен уровень Ферми εF.

Скачать (119KB)
4. Рис. 3. Магнитный момент (расчет —, эксперимент • • • [25]), среднеквадратичные флуктуации  (— • • —) и (— — —) в единицах квадрата среднего поля  при T = 0, локальный магнитный момент (• • • •) и обратная парамагнитная восприимчивость χ–1 (— • —) в единицах  разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x при концентрациях железа 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанные в ДТСФ-ПГА как функции относительной температуры .

Скачать (404KB)
5. Рис. 4. Зависимость температуры Кюри TC для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x от концентрации никеля 1 − x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанная в динамической нелокальной теории ДТСФ-ПГА, в одноузельных теориях: статическом приближении ПКП [27] и динамическом приближении ПКП+ДТСП [6] — и в эксперименте [3, 26].

Скачать (89KB)
6. Рис. 5. Зависимость температуры Кюри TC от среднего числа электронов на атом для сплавов Fe, Co и Ni. Экспериментальные значения взяты из [26], кроме ГЦК-сплавов Fe–Co [29] и Fe–Ni [4]. Значения TC, рассчитанные в ДТСФ-ПГА, обозначены звездочками.

Скачать (94KB)
7. Рис. 6. Зависимость среднего магнитного момента mz для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x от концентрации никеля 1 − x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанная в ДТСФ-ПГА при различных температурах.

Скачать (95KB)
8. Рис. 7. Зависимость локального магнитного момента mL для разупорядоченного ГЦК-сплава FexNi1–x от концентрации никеля 1 − x при 0.1 ≤ x ≤ 0.6, рассчитанная в ДТСФ-ПГА при различных температурах. На врезке более крупно показаны значения при концентрациях никеля 1 − x = 0.7 и 1 − x = 0.8.

Скачать (110KB)


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).