Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biến đổi pha trong hợp kim Ni(Co)–Mn(Cr,C)–(In,Sn): Nghiên cứu từ đầu tiên
Tóm tắt
Tóm tắt—Nghiên cứu này đã khảo sát các biến đổi pha trong các hợp kim Heusler của Ni(Co)–Mn(Cr,C)–In và Ni(Co)–Mn(Cr,C)–Sn(Al) bằng cách sử dụng lý thuyết chức năng mật độ. Khả năng chuyển pha martensite từ cấu trúc lập phương L21 sang trạng thái tetragonal L10 đã được dự đoán, và các nhiệt độ chuyển tiếp đã được ước tính. Các cấu hình từ có năng lượng thuận lợi, các tham số mạng và các mômen từ của các pha austenite và martensite đã được xác định. Nhiệt độ Curie và mô đun đàn hồi của các pha lập phương của các hợp kim đã được tính toán. Đối với các hợp kim Ni–Mn–Sn có thêm Co, ảnh hưởng của chức năng trao đổi-tương quan đối với trạng thái cơ sở đã được nghiên cứu.
Từ khóa
#biến đổi pha #hợp kim Heusler #lý thuyết chức năng mật độ #chuyển pha martensite #nhiệt độ CurieTài liệu tham khảo
J. Liu, T. Gottschall, K. P. Skokov, J. D. Moore, O. Gutfleisch, “Giant magnetocaloric effect driven by structural transitions,” Nature Mater. 11, 620–626 (2012).
T. Gottschall, K. P. Skokov, B. Frincu, and O. Gutfleisch, “Large reversible magnetocaloric effect in Ni–Mn–In–Co,” Appl. Phys. Lett. 106, 021901 (2015).
D. Y. Cong, S. Roth, and L. Schultz, “Magnetic properties and structural transformations in Ni–Co–Mn–Sn multifunctional alloys,” Acta Mater. 60, 5335–5351 (2012).
V. K. Sharma, M. K. Chattopadhyay, L. S. Sharath Chandra, and S. B. Roy, “Elevating the temperature regime of the large magnetocaloric effect in a Ni–Mn–In alloy towards room temperature,” J. Phys. D: Appl. Phys. 44, 145002 (2011).
V. K. Sharma, M. K. Chattopadhyay, L. S. Sharath Chandra, A. Khandelwal, R. K. Meena, and S. B. Roy, “Scaling of the isothermal entropy change and magnetoresistance in Ni–Mn–In based off-stoichiometric Heusler alloys,” Eur. Phys. J. Appl. Phys. 62, 30601 (2013).
V. Sánchez-Alarcos, V. Recarte, J. I. Pérez-Landazábal, J. R. Chapelon, and J. A. Rodríguez-Velamazán, “Structural and magnetic properties of Cr-doped Ni–Mn–In metamagnetic shape memory alloys,” J. Phys. D: Appl. Phys. 44, 395001 (2011).
M. Khan, J. Jung, S. S. Stoyko, A. Mar, A. Quetz, T. Samanta, I. Dubenko, N. Ali, S. Stadler, and K. H. Chow, “The role of Ni–Mn hybridization on the martensitic phase transitions in Mn-rich Heusler alloys,” Appl. Phys. Lett. 100, 172403 (2012).
M. Khan, I. Dubenko, S. Stadler, J. Jung, S. S. Stoyko, A. Mar, A. Quetz, T. Samanta, N. Ali, and K. H. Chow, “Enhancement of ferromagnetism by Cr doping in Ni–Mn–Cr–Sb Heusler alloys,” Appl. Phys. Lett. 102, 112402 (2013).
M. A. Zagrebin, V. V. Sokolovskiy, and V. D. Buchelnikov, “Ground state and magnetic properties of the Cr-doped Ni–Mn–(Ga, Ge, In, Sn) alloys: Insights from ab initio study,” J. Magn. Magn. Mater. 470, 123–126 (2019).
V. V. Sokolovskiy, P. Entel, V. D. Buchelnikov, and M. Gruner, “Achieving large magnetocaloric effects in Co-and Cr-substituted Heusler alloys: Predictions from first-principles and Monte Carlo studies,” Phys. Rev. B 91, 220409(R) (2015).
Sokolovskiy V.V., Buchelnikov V.D., Gruner M., Entel P., “First-Principles Calculations of Magnetic Properties of Cr-Doped Ni45Co5Mn37In13 Heusler Alloys,” IEEE Trans. Mag. 51, 2502504 (2015).
V. D. Buchelnikov, V. V. Sokolovskiy, M. Gruner, and P. Entel, “Magnetic States of the Ni1.75Co0.25Mn1.25Cr0.25In0.5 Heusler Alloy,” IEEE Trans. Mag. 51, 2502104 (2015).
V. V. Sokolovskiy, M. A. Zagrebin, and V. D. Buchelnikov, “Magnetocaloric effect in Ni–Co–Mn–(Sn,Al) Heusler alloys: Theoretical study,” J. Magn. Magn. Mater. 459, 295–300 (2018).
S. Pandey, A. Quetz, A. Aryal, A. Us Saleheen, I. Rodionov, M. Blinov, M. Prudnikova, I. Dubenko, V. Prudnikov, D. Mazumdar, A. Granovsky, S. Stadler, and N. Ali, “Effects of the partial substitution of Ni by Cr on the transport, magnetic, and magnetocaloric properties of Ni50Mn37In13,” AIP Adv. 7, 056433 (2017).
G. Kresse and J. Furthmüller, “Efficient iterative schemes for ab Initio total-energy calculations using a plane-wave basis set,” Phys. Rev. B 54, 11169–11186 (1996).
G. Kresse and D. Joubert, “From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmented-wave method,” Phys. Rev. B 59, 1758–1775 (1996).
P. Hohenberg and W. Kohn, “Inhomogeneous electron gas,” Phys. Rev. 136, 864–867 (1964).
W. Kohn and L. J. Sham, “Self-consistent equations including exchange and correlation effects,” Phys. Rev. 140, 1133–1138 (1965).
P. E. Blöchl, “Projector augmented-wave method,” Phys. Rev. B 50, 17953–17979 (1994).
J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, “Generalized gradient approximation made simple,” Phys. Rev. Lett. 77, 3865–3868 (1996).
J. Sun, A. Ruzsinszky, and J. P. Perdew, “Strongly constrained and appropriately normed semilocal density functional,” Phys. Rev. Lett. 115, 036402 (2015).
J. P. Perdew, S. Kurth, A. Zupan, and P. Blaha, “Accurate density functional with correct formal properties: a step beyond the generalized gradient approximation,” Phys. Rev. Lett. 82, 2544–2547 (1999).
J. Tao, J. P. Perdew, V. N. Staroverov, and G. E. Scuseria, “Climbing the density functional ladder: Nonempirical meta-generalized gradient approximation designed for molecules and solids,” Phys. Rev. Lett. 91, 146401 (2003).
H. J. Monkhorst and J. D. Pack, “Special points for Brillouin-zone integrations,” Phys. Rev. B 13, 5188–5192 (1976).
C. W. Glass, A. R. Oganov, and N. Hansen, “USPEX—Evolutionary crystal structure prediction,” Comp. Phys. Comm. 175, 713–720 (2006).
A. O. Lyakhov, A. R. Oganov, H. T. Stokes, and Q. Zhu, “New developments in evolutionary structure prediction algorithm USPEX,” Comp. Phys. Comm. 184, 1172–1182 (2013).
H. Ebert, “Fully relativistic band structure calculations for magnetic solids—Formalism and application,” in Electronic Structure and Physical Properties of Solids: The Use of the LMTO Method, Ed. by H. Dreyssé, Lecture Notes in Physics, vol. 535, pp. 191–246 (1999).
H. Ebert, D. Ködderitzsch, and J. Minár, “Calculating condensed matter properties using the KKR-Green’s function method—Recent developments and applications,” Rep. Prog. Phys. 74, 096501 (2011).
D. N. Lobo, K. R. Priolkar, S. Emura, and A. K. Nigam, “Ferromagnetic interactions and martensitic transformation in Fe doped Ni–Mn–In shape memory alloys,” J. Appl. Phys. 116, 183903 (2014).
K. R. Priolkar, D. N. Lobo, P. A. Bhobe, S. Emura, and A. K. Nigam, “Role of Ni–Mn hybridization in the magnetism of the martensitic state of Ni–Mn–In shape memory alloys,” Europhys. Lett. 94, 38006 (2011).
T. Krenke, M. Acet, E. F. Wassermann, X. Moya, L. Mañosa, and A. Planes, “Ferromagnetism in the austenitic and martensitic states of Ni–Mn–In alloys,” Phys. Rev. B 73, 174413 (2006).
X. Moya, D. González-Alonso, L. Mañosa, A. Planes, V. O. Garlea, T. A. Lograsso, D. L. Schlagel, J. L. Zarestky, S. Aksoy, and M. Acet, “Lattice dynamics in magnetic superelastic Ni–Mn–In alloys: Neutron scattering and ultrasonic experiments,” Phys. Rev. B 79, 214118 (2009).
P. Czaja, R. Chulist, A. Zywczak, L. Hawelek, and J. Przewóznik, “The effect of a multiphase microstructure on the inverse magnetocaloric effect in Ni–Mn–Cr–Sn metamagnetic Heusler alloys,” Magnetochemistry 3 (3), 24 (2017).