Взаимосвязь между спиновым состоянием марганца и стабильностью кристаллической структуры соединений MnAs и MnP

• Veröffentlicht in: Физика низких температур
• Datum: 2005
• Hauptverfasser: Вальков, В.И., Головчан, А.В.
• Format: Artikel
• Sprache: Russisch
• Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2005
• Schlagworte: Низкотемпеpатуpный магнетизм
• Online Zugang: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/121662
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Zitieren: Взаимосвязь между спиновым состоянием марганца и стабильностью кристаллической структуры соединений MnAs и MnP / В.И. Вальков, А.В. Головчан // Физика низких температур. — 2005. — Т. 31, № 6. — С. 695-702. — Бібліогр.: 20 назв. — рос.

Исходя из первых принципов, методом FP–LMTO исследовано основное состояние арсенида
 и фосфида марганца, имеющих гексагональную В8₁ и искаженную ромбическую В31 кристаллические
 структуры. Показано, что в этих соединениях при изменении объема решетки происходит
 непрерывный переход от высокоспинового к низкоспиновому состоянию, причем магнитный
 момент атомов марганца оказывается одинаковым при одинаковых объемах. Исходя из результатов
 расчета полной энергии исследуемых систем как функции параметров структурных искажений,
 установлено, что высокоспиновое состояние подавляет структурные искажения, а низкоспиновое
 усиливает их. Показано, что различие кристаллической и магнитной структур арсенида и
 фосфида марганца вызвано только различными объемами решетки, т.е. замена мышьяка фосфором
 эквивалентна наложению внешнего гидростатического давления. Высказано предположение,
 что качественная интерпретация механизма магнитоструктурных переходов в MnAs должна исходить
 из представления о главенствующей роли степени заполнения «антисвязующих» состояний
 коллективизированных носителей магнетизма. Виходячи з перших принципів, методом FP–LMTO досліджено основний стан арсеніду та
 фосфіду марганцю, що мають гексагональну В8₁ та спотворену ромбічну В31 кристалічні структури.
 Показано, що в цих сполуках при зміні об’єму гратки відбувається безперервний перехід
 від високоспінового до низькоспінового стану, причому магнітний момент атомів марганцю виявля
 ється однаковим при однакових об’ємах. Виходячи з результатів розрахунку повної енергії
 досліджуваних систем як функції параметрів структурних спотворень, з’ясовано, що високосп
 іновий стан пригнічує структурні викрівлення, а низькоспіновий підсилює їх. Показано, що
 розходження кристалічної і магнітної структур арсеніду та фосфіду марганцю викликано тільки
 різними об’ємами ґратки, тобто заміна миш’яку фосфором еквівалентна накладенню зовнішнього
 гідростатичного тиску. Висловлено припущення, що якісна інтерпретація механізму магнітоструктурних
 переходів у MnAs повинна виходити з уявлення про провідну роль ступеня заповнення
 «антизв’язуючих» станів колективізованих носіїв магнетизму. The abinitio FP–LMTO method was used to
 investigate the ground state of manganese arsenide
 and phosphide of hexagonal B8₁ and distorted
 rhombic B31 crystal structures. It is
 shown that as the volume of the lattice is
 changed in these compounds there occurs a continuous
 transition from the high-spin state to a
 low-spin one, and the magnetic moment of the
 manganese atoms turns out to be the same for
 equal volumes. Based on the calculated results
 of the total energy of the systems in question as
 a function of parameters of structure distortions,
 it has been revealed that the high-spin state
 suppresses the structure distortions, while the
 low-spin one enhances them. It is also shown
 that the difference in crystal and magnetic structures
 of manganese arsenide and phosphide is
 solely due to the difference in volumes of the
 lattices (i.e. the substitution of arsenic by phosphorus
 is equivalen to the application of external
 hydrostatic pressure). It is supposed that the
 qualitative interpretation of the mechanism of
 magnetostructural transitions in MnAs should be
 based on the idea of dominating role of the occupancy
 of «antibonding» states of itinerant carriers
 of magnetism.