磁无序及合金化效应影响Co_(2)CrZ(Z=Ga,Si,Ge)合金相稳定性和弹性常数的第一性原理研究

摘要

采用确切的Muffin-Tin轨道结合相干势近似方法,本文系统计算研究了0 K下,磁无序及合金化效应影响Co_(2)CrZ(Z=Ga,Si,Ge)合金L2_(1)和DO_(22)相稳定性的规律性及物理机理.研究结果表明,0 K下,L2_(1)相合金晶格常数、体弹性模量、磁矩和弹性常数均与理论和实验值基本吻合;铁磁下合金具有L2_(1)结构,随磁无序度(y)的增大,L2_(1)相能量相对逐渐增大,最终由低于转变到高于D0_(22)相,因此,当y≥0.1(0.2)时,Z=Si和Ge(Z=Ga)的合金具有DO_(22)相稳定结构;随y的增大,L2_(1)相的四方剪切弹性模量(C’=(C_(11)-C_(12))/2)还不断软化,表明无论在能量还是力学角度上,磁无序都有利于3种合金发生四方晶格变形;磁无序影响L2_(1)和D0_(22)相相对稳定性的电子结构机理归因于Jahn-Teller不稳定性效应;对于L2_(1)相Co_(2)CrGa_(1-x)Si_(x)和Co_(2)CrGa_(1-x)Ge_(x)四元铁磁合金,随x的增大,总磁矩均按照Slater-Pauling定律单调增大,C’同时也都变硬,表明Si和Ge掺杂均有利于增强Co_(2)CrGa合金L2_(1)相的力学稳定性,从而抑制了其四方晶格变形的发生.