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Hg2CuTi型Mn2NiB磁性形状记忆效应的理论预测

ISSN号：1000-0364
期刊名称：原子与分子物理学报
时间：0
页码：967-973
分类：O482.54[一般工业技术—材料科学与工程;理学—固体物理;理学—物理]
作者机构：[1]南通大学理学院,南通226007, [2]苏州大学物理学院,苏州215006, [3]常熟理工学院江苏省新型功能材料重点建设实验室,常熟215500
相关基金：国家自然科学基金（10974104,30970754,50832002,10874021）;江苏省自然科学基金（BK2006047）;江苏省教育厅高校自然科学基金（06KJA43014）;薄膜材料江苏省重点实验室开放课题;南通大学校级自然科学基金
相关项目：磁性阻挫ABO3型锰氧化物中的磁电耦合及多铁性质的研究

关键词：第一性原理, 磁性形状记忆, 四方变形, 马氏体相变, 亚铁磁, first-principles, magnetic shape memory., tetragonal distortions, martensite phase transformation, ferrimagnetism

中文摘要：

运用基于密度泛函理论的第一性原理的投影扩充波函数（PAW）方法，分别计算了HgzCuTi型Mn2NiB的四方变形、晶体结构、磁性、电子结构、压力响应、温度特性．计算结果显示：在由立方结构至四方结构的变形中，在c／a约为1．33处出现一个能量局域最小值，表明该处存在一个稳定的马氏体相；在奥氏体态和马氏体态下，Mn2NiB的总磁矩均主要由Mn原子提供，但Mn（A）、Mn（B）原子磁矩呈反平行排列且值不等，因而Mn2NiB合金均表现为亚铁磁结构，总磁矩分别是1．736uB（奥氏体态）和0．974μB（马氏体态）；在奥氏体态和马氏体态下，在费米面附近的总态密度主要由Mn（A）-d、Mn（B）-d的投影态密度决定，但两者在费米面附近交叠都很少，说明Mn（A）、Mn（B）原子之间的d—d直接交换作用均很弱，Mn（A）与Mn（B）之间磁矩的亚铁磁耦合正是由这种弱的d—d直接交换作用来维持．基于以上的计算结果，我们预测Mn2NiB具有磁性形状记忆效应．

英文摘要：

The tetragonal distortions, crystal structure, magnetism, electronic structure, pressure response and temperature characteristic of Hg2 CuTi-type Mn2 NiB were calculated by first-principles method based on the density functional theory within the projected augmented wave（PAW）. The calculations show. In the process of transform from a cubic to a tetragonal structure, Mn2 NiB alloys exhibit a stable martensitic phase at c/ a≈1. 33 because there exists a minimum local energy at that point;In austenite and martensite, Mn atoms are the main contributors to the magnetism in Mn2 NiB, Mn2 NiB alloys show ferrimagnetism due to antiparallel but unbalanced magnetic moments of Mn（A） atom and Mn（B） atom,the calculated total magnetic moments are 1. 736μB （austenite） and 0. 974μB （martensite）. In austenite and martensite,the total DOS for Mn2NiB nearby the Fermi level mainly comprised parts of Mn（A）-d-projected DOS and Mn（B）-d-projected DOS,the direct d-d exchange interaction between Mn（A） atom and Mn（B） atom are weak because of small overlap of d-projected DOS of Mn（A） atom and Mn（B） atom nearby the Fermi level, this is the reason of the Mn2NiB alloys show ferrimagnetism. We can prediction of magnetic shape memory effect in Mn2 NiB alloys based on the results of calculation above.

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