磁性形狀記憶合金Mn2NiGa的第一性原理研究.pdf

1、采用基于密度泛函理論的第一性原理軟件VASP、電子交換關聯(lián)勢為廣義梯度近似的投影綴加波方法研究了磁性形狀記憶合金Mn2NiGa的電子結構、四方變形、彈性常數、磁性及聲子色散譜線，同時計算了摻雜元素Fe、Co、Ni對Mn2NiGa合金磁性能的影響。
　　 利用EBP's的方法計算四方變形發(fā)現(xiàn)，Mn2NiGa的立方結構的總能位于變形能量的局域極大值處，而在c/a=0.94及c/a=1.27處總能處于變形能量局域極小值和局域最小值，分

2、別對應著穩(wěn)定的四方結構。彈性常數計算結果顯示立方結構的Mn2NiGa不滿足立方結構穩(wěn)定性條件;而兩個馬氏體結構的Mn2NiGa均滿足四方結構的穩(wěn)定性判據。
　　 Mn原子是Mn2NiGa立方結構和四方結構磁性的主要貢獻者，Mn(A)、Mn(B)原子磁矩的值不等且呈反平行耦合，這是Mn2NiGa表現(xiàn)亞鐵磁的原因。通過電子結構計算揭示Mn2NiGa的電子態(tài)劈裂為自旋向上及自旋向下兩部分;Mn原子的3d-t2g態(tài)及3d-eg態(tài)在費米面

3、處的分布差異是Mn2NiGa磁性的主要來源。根據贗能隙的觀點，立方結構的費米面附近自旋向上的態(tài)密度處于峰谷，自旋向下的態(tài)密度處于峰值位置;而四方結構中自旋向上和自旋向下的費米面附近態(tài)密度都處于峰谷，這就意味著四方結構相對于立方結構來說更穩(wěn)定。
　　 通過計算聲子色散譜線發(fā)現(xiàn)，Mn2NiGa確實存在兩種穩(wěn)定的四方結構，這個結論也很好地印證了四方變形中能量和電子結構的計算結果。由自由能的計算結果可以看出，Mn2NiGa的馬氏體逆相變