应力下MnGa合金体电子性质及磁性质的研究

作者：路清梅; 张飞鹏; 房慧; 李虹霏; 刘卫强; 张东涛; 岳明^*

来源：原子与分子物理学报, 2023, 40(01): 134-142.

DOI：10.19855/j.1000-0364.2023.016002

• MnGa合金
• 应力
• 电子性质
• 磁性质

采用密度泛函理论方法系统研究分析了四方结构MnGa合金体在a轴1GPa应力下的结构、形成、电子性质和磁性质.结果表明，应力下MnGa合金a, b轴晶格参数增大，c轴晶格参数减小，三轴夹角有偏离90°的趋势，晶胞体积增大. Mn-Ga不成键，Mn-Mn之间的强键作用进一步增强，Ga-Ga之间的强键作用消失. Mn-Mn结合键长和Ga-Ga结合键长均减小，而Mn-Ga间距增大，排斥作用减弱.应力下MnGa合金形成焓由-4.85 eV减小到-5.4 eV,其更容易生成.应力下其能带整体向下移动，导带和浅能级价带分布较宽，有效质量较小；深能级价带分布较窄，有效质量较大.自旋向下的电子能带没有带隙，自旋向上的电子能带有0.26 eV的间接带隙. s电子和p电子主要形成导带和浅能级价带，自旋极化较弱，d电子主要形成深能级价带，定域性和自旋极化最强.两种占位的Ga具有近乎相同的电子形态，Ga的s电子和Ga的p电子产生较明显的自旋极化，形成弱的磁性，Ga的d电子主要贡献深能级处的态密度，基本不贡献磁性质.两种占位的Mn主要贡献费米能处的态密度，Mn的d电子自旋极化最强，在费米能级下方Mn1自旋向下的电子态密度远高于Mn2的；在费米能级上方Mn1自旋向下的电子态密度远低于Mn2的.应力下MnGa产生了较明显的磁相变.

• 单位
  河南城建学院; 数理学院; 电子工程学院; 北京工业大学; 广西民族师范学院