Понижение температуры Кюри под давлением в Gd₂Fe: расчеты методом LSDA+U
Игошев П.А., Кокорина Е.Е., Медведев М.В., Некрасов И.А.

Received: April 7, 2018

DOI: 10.1134/S0044451018080187

PDF (231.8K)

Объяснение экспериментаторами магнитных свойств перспективных ферромагнитных интерметаллических соединений класса R₂Fe (R - редкоземельный элемент) часто опирается на гипотезу о конкуренции ферромагнитного и антиферромагнитного обменов между четырьмя типами ближайших атомов железа в неэквивалентных кристаллографических позициях. В настоящей работе для ромбоэдрического ферромагнетика Gd₂Fe выполнен расчет магнитных моментов ионов железа и гадолиния, параметров обмена между атомами Fe, а также температуры Кюри T_C как при нулевом давлении, так и при гидростатическом сжатии решетки. Показано, что под давлением магнитный момент элементарной ячейки Gd₂Fe уменьшается, причем это уменьшение почти полностью связано с уменьшением магнитных моментов ионов Fe, а не ионов Gd, для которых зависимость величин магнитных моментов от давления на порядок слабее. Выяснено, что в противоположность гипотезе о конкуренции обменных взаимодействий между разными типами атомов Fe параметры обмена между ближайшими атомами железа в разных кристаллографических позициях являются положительными ферромагнитными (как при нулевом давлении, так и при сжатии) и что ферромагнитный характер взаимодействия сохраняется под давлением даже у атомов Fe в так называемых гантельных позициях с кратчайшими межатомными расстояниями. Показано, что температура Кюри T_C в Gd₂Fe падает при увеличении давления. Выявлено, что изменение обменных параметров и магнитных моментов Gd₂Fe при сжатии в основном связано с изменением положения ветвей энергетического спектра относительно друг друга и относительно уровня Ферми ε _F, а не с изменением степени перекрытия волновых функций, играющим второстепенную роль.