高压下γ′-Fe_4N晶态合金的声子稳定性与磁性

摘要

利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了高压下有序晶态γ′-Fe4N合金的晶格动力学稳定性与磁性.对比没有考虑磁性的γ′-Fe4N的声子谱,得出压力小于1 GPa时,自发磁化诱导了铁磁相γ′-Fe4N基态晶格动力学稳定.压力在1.03—31.5 GPa时,Σ线上的点(0.37,0.37,0)、对称点X和M上相继出现了声子谱软化现象.压力在31.5—60.8 GPa时,压致效应与自发磁化对诸原子的作用达到了稳定平衡,表现出了声子谱稳定.压力大于61.3 GPa时,随着压力的增大压力诱导体系动力学不稳定性越强.通过软模相变理论对于γ′-Fe4N,在10 GPa下的声学支声子的M点处软化现象的处理,发现了动力学稳定的高压新相P2/m-Fe4N.压力小于1 GPa时高压新相P2/m-Fe4N是热力学稳定的相,且磁矩与γ′-Fe4N的磁矩几乎相同.2.9—19GPa时,P2/m相的焓比γ′相的焓小,基态结构更稳定.大于20 GPa时,两相磁矩几乎相同.