Влияние сжатия решетки на магнитные свойства магнитокалорических сплавов на основе MnNiGe. II. Ab initio анализ

Abstract

С помощью аb initio расчетов электронной структуры MnNiGe и родственных соединений исследованы условия возникновения ферромагнитной (FM) фазы в MnNiGe и оценены парные обменные взаимодействия между магнитоактивными атомами. Получено, что простое сжатие решетки MnNiGe до уровня MnCoGe подавляет исходное гелимагнитное упорядочение и стабилизирует FM-состояние, что соответствует экспериментальным данным. Увеличение параметров решетки MnCoGe до уровня MnNiGe производит обратное действие. Выявлены короткодействующий характер межатомных обменных взаимодействий и большое влияние на них типа магнитного упорядочения в кристалле, что указывает на их негейзенберговскую природу. Обнаружена также возможность реализации полуметаллического FM-состояния в орторомбическом MnNiGe, а значит, и 100%-ной поляризации электронов в нем, важной для устройств спинтроники.

За допомогою ab initio розрахунків електронної структури MnNiGe і родинних сполук досліджено умови виникнення FM-фази в MnNiGe й оцінено парні обмінні взаємодії між магнітоактивними атомами. Показано, що простий стиск ґратки MnNiGe до рівня MnCoGe пригнічує вихідне гелімагнітне упорядкування й стабілізує феромагнітний стан, що відповідає експериментальним даним. Збільшення параметрів ґратки MnCoGe до рівня MnNiGe має зворотну дію. Виявлено короткодіючий характер міжатомних обмінних взаємодій і великий вплив на них типу магнітного упорядкування в кристалі, що вказує на їх негейзенбергівську природу. Встановлено також можливість реалізації напівметалевого феромагнітного стану в орторомбічному MnNiGe, а отже, 100%-ної поляризації електронів у ньому, що є важливим для пристроїв спінтроніки.

Within the ab initio calculations of the spin-polarized electronic structure of MnNiGe and related compounds, the reasons and the conditions for transition from a spiral magnetic structure stable in the ground state to the ferromagnetic ordering are investigated.