Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления
Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований электронной структуры и магнитных свойств соединений RFe₄Al₈, RMn₄Al₈ и RCr₄Al₈ с немагнитными элементами R = Sc, Y,
 La, Lu. Для парамагнитной фазы систем RT4Al8 проведены расчеты электронного спектра и индуцированного п...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2016 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129152 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления / И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 6. — С. 586-595. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860030642554667008 |
|---|---|
| author | Журавлёва, И.П. Гречнев, Г.Е. Панфилов, А.С. Лёгенькая, А.А. Котляр, А.В. Федорченко, А.В. Feher, A. |
| author_facet | Журавлёва, И.П. Гречнев, Г.Е. Панфилов, А.С. Лёгенькая, А.А. Котляр, А.В. Федорченко, А.В. Feher, A. |
| citation_txt | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления / И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 6. — С. 586-595. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований электронной структуры и магнитных свойств соединений RFe₄Al₈, RMn₄Al₈ и RCr₄Al₈ с немагнитными элементами R = Sc, Y,
La, Lu. Для парамагнитной фазы систем RT4Al8 проведены расчеты электронного спектра и индуцированного полем магнитного момента, а также их зависимости от объема элементарной ячейки. Расчеты
дополнены измерениями магнитной восприимчивости представительных соединений RТ₄Al₈ как функции температуры и гидростатического давления.
Представлено результати теоретичних та експериментальних досліджень електронної структури та
магнітних властивостей сполук RFe₄Al8, RMn₄Al₈ та RCr₄Al₈ з немагнітними елементами R = Sc, Y, La,
Lu. Для парамагнітної фази систем RT4Al8 проведені розрахунки електронного спектра та індукованого
магнітним полем магнітного момента, а також їх залежності від об’єму елементарної комірки. Розрахунки доповнені вимірюваннями магнітної сприйнятливості представницьких сполук RТ₄Al₈ як функції
температури та гідростатичного тиску.
We present results of theoretical and experimental studies of the electronic structure and magnetic properties of RFe ₄Al ₈, RMn ₄Al ₈, and RCr ₄Al ₈ compounds with nonmagnetic elements R = Sc, Y, La, and Lu. The electron spectrum and field induced magnetic moment, as well as their dependences on the unit cell volume, are calculated for the paramagnetic phase of the RT ₄Al ₈ systems. The calculations are supplemented by measurements of the magnetic susceptibility of representative RT ₄Al ₈ compounds as a function of temperature and hydrostatic pressure.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:52:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6, c. 586–595
Электронная структура и магнитные свойства
соединений RT4Al8 (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr).
Эффекты гидростатического давления
И.П. Журавлёва1, Г.Е. Гречнев1, А.С. Панфилов1, А.А. Лёгенькая1, А.В. Котляр1,
А.В. Федорченко1,2, A. Feher2
1 Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины
пр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: panfilov@ilt.kharkov.ua
2Institute of Physics, Faculty of Science, P.J. Šafárik University in Košice, Košice 04154, Slovakia
Статья поступила в редакцию 25 февраля 2016 г., опубликована онлайн 25 апреля 2016 г.
Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований электронной структуры
и магнитных свойств соединений RFe4Al8, RMn4Al8 и RCr4Al8 с немагнитными элементами R = Sc, Y,
La, Lu. Для парамагнитной фазы систем RT4Al8 проведены расчеты электронного спектра и индуциро-
ванного полем магнитного момента, а также их зависимости от объема элементарной ячейки. Расчеты
дополнены измерениями магнитной восприимчивости представительных соединений RТ4Al8 как функ-
ции температуры и гидростатического давления.
Представлено результати теоретичних та експериментальних досліджень електронної структури та
магнітних властивостей сполук RFe4Al8, RMn4Al8 та RCr4Al8 з немагнітними елементами R = Sc, Y, La,
Lu. Для парамагнітної фази систем RT4Al8 проведені розрахунки електронного спектра та індукованого
магнітним полем магнітного момента, а також їх залежності від об’єму елементарної комірки. Розрахун-
ки доповнені вимірюваннями магнітної сприйнятливості представницьких сполук RТ4Al8 як функції
температури та гідростатичного тиску.
PACS: 71.20.Eh Редкоземельные металлы и сплавы;
71.15.Mb Теория функционала плотности, локальная аппроксимация плотности, градиент и дру-
гие коррекции;
75.80.+q Магнитомеханические и магнитоэлектрические эффекты, магнитострикция.
Ключевые слова: RТ4Al8, магнитная восприимчивость, сверхпроводимость, магнитообъемный эффект.
1. Введение
Соединения RТ4Al8 (R — редкоземельный элемент,
T = Fe, Mn, Cr) кристаллизуются в тетрагональную
кристаллическую структуру типа ThMn12 (рис. 1) и
обладают большим разнообразием магнитных свойств
[1–5]. Это многообразие наиболее ярко проявляется в
соединениях с T = Fe, где при понижении температуры
подрешетка железа упорядочивается при 100–150 К, в
то время как в R подрешетке магнитное упорядочение
происходит при 10–30 К [3]. При этом оба перехода в
большинстве случаев являются антиферромагнитными
(АФМ) и характеризуются сложной магнитной струк-
турой [6–9]. Наличие двух магнитных подсистем дает
возможность изучать иерархию Fe–Fe, R–R и R–Fe
обменных взаимодействий, что представляется несо-
мненно интересным как для фундаментальной физики
магнитных явлений, так и для создания жестких маг-
нитных материалов с высоким содержанием железа [5].
Заметим, что свойства соединений RТ4Al8 с немаг-
нитными R элементами группы лантана (R = Sc, Y, La,
Lu) определяются преимущественно подрешеткой 3d-
металла. Слабая зависимость магнитных свойств от
элемента R наиболее наглядно выражена в соединени-
ях RFe4Al8, что объясняется доминирующим вкладом в
их магнетизм 3d-состояний атомов железа. В этом слу-
чае общий вид температурной зависимости магнитной
восприимчивости ( )Tχ имеет четко выраженный мак-
симум вблизи температуры магнитного упорядочения,
и ее поведение в парамагнитной области не подчиняет-
ся закону Кюри–Вейсса.
© И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher, 2016
Электронная структура и магнитные свойства соединений RT4Al8 (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr)
Еще одной особенностью семейства RFe4Al8 явля-
ется обнаружение следов сверхпроводящей фазы в со-
единениях ScFe4Al8 (Tc = 6 К), YFe4Al8 (Tc = 6 К) и
LuFe4Al8 (Tc ~ 24 К) при исследовании температурной
зависимости их поверхностного сопротивления и теп-
лоемкости [10,11], а также в YFe4Al8, по данным на-
магниченности [12]. И хотя не существует общеприня-
той точки зрения по этому вопросу [13], дальнейшее
его исследование может оказаться полезным для изу-
чения связи сверхпроводимости с магнитным состоя-
нием данного типа соединений.
Необходимо отметить заметный разброс сущест-
вующих литературных данных о магнитных свойст-
вах соединений RFe4Al8, что может быть обусловлено
различиями технологии приготовления образцов и
высокой чувствительностью их характеристик к от-
клонениям от стехиометрии. Более однозначные све-
дения о магнитных свойствах получены для соединений
RMn4Al8 с немагнитными R элементами [14,15]. В этой
системе не отмечается магнитного упорядочения, а мак-
симумы в зависимости ( )Tχ , наблюдаемые при высоких
температурах (200–400 К), обусловлены, по-видимому,
характером зонной структуры. Особенностью соедине-
ний RMn4Al8 является заметное проявление в их магне-
тизме эффектов химического давления, что подтвержда-
ется аномально высокой зависимостью магнитной
восприимчивости LaMn4Al8 от внешнего давления [14].
Учет этого фактора представляется весьма важным при
сравнении свойств системы RMn4Al8 и, возможно, всего
семейства соединений RT4Al8.
К сожалению, практически полностью отсутствуют
сведения о магнетизме соединений RCr4Al8, для кото-
рых известны лишь данные о зависимости ( )Tχ для
LuCr4Al8 в ограниченном интервале температур [4].
Следует отметить, что природа магнитных свойств
семейства RT4Al8 до настоящего времени изучена сла-
бо. Это связано, в частности, и с отсутствием деталь-
ных теоретических расчетов электронной структуры
этих соединений, за исключением работ [9,16], посвя-
щенных магнитоупорядоченному состоянию соедине-
ний YFe4Al8 и LuFe4Al8.
В настоящей работе исследованы особенности элек-
тронной структуры и магнитных свойств соединений
RT4Al8 с немагнитными элементами (R=Sc, Y, La и Lu),
их эволюция в ряду 3d-металлов (T=Cr, Mn, Fe), а также
их зависимости от межатомного расстояния. Экспери-
ментальные исследования зависимости магнитной вос-
приимчивости от температуры и всестороннего давления
проведены для некоторых представительных соединений
этого ряда. В рамках приближения функционала элек-
тронной плотности выполнены систематические расчеты
электронной структуры и парамагнитной восприимчиво-
сти рассматриваемого семейства, включая их зависи-
мость от объема элементарной ячейки.
2. Детали эксперимента и результаты
Измерения температурной зависимости магнитной
восприимчивости поликристаллических образцов
YFe4Al8 и YMn4Al8 проводились в интервале темпера-
тур 4–300 К с использованием СКВИД-магнитометра.
Рис. 1. Структура типа ThMn12, в которой кристаллизуются
соединения RT4Al8: атомы R занимают положения 2(a), атомы
T — 8(f), а атомы Al занимают два типа положений — 8(i) и 8(j).
Рис. 2. Температурная зависимость магнитной восприимчи-
вости для YFe4Al8 (настоящая работа) и для ScFe4Al8 и
LuFe4Al8 из работ [17] и [2] соответственно.
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6 587
И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher
Приведенные на рис. 2 зависимости ( )Tχ для YFe4Al8
вместе с литературными данными для ScFe4Al8 [17] и
LuFe4Al8 [2] имеют похожий вид и характеризуются
максимумом при температуре порядка 100 К, отожде-
ствляемой с температурой Нееля NT . Положение мак-
симума зависит от величины магнитного поля, и для
удобства сравнения приведенные данные соответству-
ют примерно одинаковой величине поля около 20 кЭ.
Близкий характер поведения ( )Tχ в соединениях
RFe4Al8 (рис. 2) и его слабая зависимость от элемента
R предполагает доминирующую роль подсистемы же-
леза в магнетизме данного семейства. Отметим, что в
парамагнитном состоянии ( > NT T ) магнитная воспри-
имчивость этих соединений лишь в грубом приближе-
нии подчиняется закону Кюри–Вейсса, проявляя более
сильное падение с ростом температуры.
В отличие от семейства RFe4Al8, соединения RMn4Al8
при отсутствии магнитного упорядочения вплоть до
самых низких температур характеризуются примерно
на порядок величины меньшим парамагнетизмом с
существенно немонотонной температурной зависимо-
стью восприимчивости. На рис. 3 (a) приведены экспе-
риментальные зависимости ( )Tχ для соединений
LaMn4Al8 и YMn4Al8, измеренные в магнитном поле
10 кЭ [14], и наши данные для YMn4Al8, измеренные в
поле 0,2 кЭ. Аналогичные зависимости ( )Tχ присущи
также соединениям ScMn4Al8 и LuMn4Al8 [15]. Судя
по имеющимся данным, для всех упомянутых соеди-
нений при низких температурах наблюдается сущест-
венный рост их восприимчивости, причиной которого
принято считать наличие в образцах небольшого коли-
чества свободных ионов марганца [14,15]. Предполага-
ется, что соответствующий вклад в восприимчивость
имеет вид /C T , где примесную константу Кюри C
можно определить, представляя низкотемпературные
данные о восприимчивости как функцию обратной
температуры. В частности, для нашего образца
YMn4Al8 получена оценка 0,06C К⋅см3/моль, исходя
из которой количество примесных ионов марганца в
образце не превышает 0,4%, если принять для их маг-
нитного момента значение 5,9 Bµ . Вычитая найден-
ный примесный вклад из измеряемых значений вос-
приимчивости, находим истинную температурную
зависимость ( )Tχ для образца YMn4Al8, представлен-
ную на рис. 3(a) пунктирной линией и близкую к дан-
ным работы [18].
Что касается семейства RCr4Al8 с немагнитными R
элементами, то информация о его магнитных свойст-
вах практически отсутствует и представлена лишь
данными для соединения LuCr4Al8 [4] в небольшом
интервале температур (рис. 3(б)). Наши исследования
этой системы ограничились изучением имеющегося в
нашем распоряжении поликристаллического образца
CeCr4Al8. Зависимость его магнитной восприимчиво-
сти от температуры, измеренная с помощью магнито-
метра Фарадея в поле 2 кЭ, приведена на рис. 3(б).
Она оказывается близкой к аналогичным данным для
LuCr4Al8 как по характеру, так и по величине эффек-
та, что предполагает малость вклада ионов церия в
магнетизм CeC4Al8. Как будет аргументировано ни-
же, ион церия в данном соединении действительно
является немагнитным, поскольку находится в ва-
лентном состоянии Ce4+.
Одной из основных задач данной работы являлось
изучение влияния гидростатического давления на маг-
нитную восприимчивость рассматриваемых соедине-
ний. Исследования восприимчивости под давлением
были проведены для образцов YFe4Al8, YMn4Al8 и
CeCr4Al8 с помощью магнитометра маятникового типа,
механическая часть которого размещалась непосредст-
венно в камере высокого давления [19]. В качестве пе-
редающей давление среды использовался газообразный
гелий. Измерения под давлением P до 2 кбар были вы-
полнены при фиксированных температурах 78, 150 и
300 К в магнитном поле 15–17 кЭ. Относительная по-
грешность измерений не превышала 0,1%. На рис. 4
представлены типичные экспериментальные зависимо-
Рис. 3. Температурные зависимости магнитной восприимчиво-
сти для LaMn4Al8 () и YMn4Al8 () из работы [14]. () — дан-
ные для YMn4Al8 (настоящая работа); пунктирная линия —
скорректированные данные за вычетом примесного низко-
температурного вклада (см. текст для деталей) (а); () —
данные для LuCr4Al8 из работы [4], () — данные настоящей
работы для CeCr4Al8 (б).
588 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6
Электронная структура и магнитные свойства соединений RT4Al8 (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr)
сти ( )Pχ , нормированные на величину магнитной вос-
приимчивости при нулевом давлении. Как видно, в пре-
делах ошибок измерений и используемого диапазона
давлений величина эффекта является линейной функци-
ей P . Соответствующие значения производных воспри-
имчивости по давлению — ln / ( / )/d dP Pχ ≡ ∆χ χ ∆ —
приведены в табл. 1 вместе с начальными значениями
восприимчивости.
Для соединения YMn4Al8 в таблице приведены
также скорректированные на примесный вклад собст-
венные значения восприимчивости 0 = /C Tχ χ − и ее
барической производной, определяемой как 0ln /d dPχ =
0( / ) ln /d dP= χ χ χ в предположении независимости при-
месного вклада от давления.
Как видно на рис. 4 и в табл. 1, в соединениях
YFe4Al8 и CeCr4Al8 эффект давления является умерен-
но большим и характерным как по знаку, так и величи-
не для типичных обменно-усиленных зонных парамаг-
нетиков (см., например, [20]). Что касается соединения
YMn4Al8, то наблюдаемая для него повышенная вели-
чина эффекта давления представляется довольно не-
ожиданной и требует детального анализа.
3. Расчеты электронной структуры и магнитной
восприимчивости соединений RT4Al8
Семейство RT4Al8 имеет объемно-центрированную
тетрагональную кристаллическую структуру, которая
относится к пространственной группе симметрии
4 /I mmm [5]. Расчеты электронной структуры прово-
дились с использованием модифицированного реляти-
вистского метода LMTO с полным потенциалом (FP-
LMTO, реализация RSPt [20–22]) и метода линеаризо-
ванных присоединенных плоских волн с полным по-
тенциалом (FP-LAPW, реализация Elk [23]). Обменно-
корреляционный потенциал учитывался как в рамках
приближения локальной плотности (LDA) [24], так и в
приближении обобщенного градиента (GGA) [25] тео-
рии функционала плотности (DFT). Для расчетов элек-
тронных структур соединений RT4Al8 использовались
разложения по сферическим гармоникам базисных
волновых функций внутри «muffin-tin» сфер с сохра-
нением значений главного n и орбитального l кванто-
вых чисел, соответствующих внешним электронным
оболочкам атомов. В процессе проведения самосогла-
сованных расчетов кристаллического потенциала со-
стояния ионного остова вычислялись отдельно на каж-
дой итерации, т.е. приближение «замороженного
остова» не использовалось. Это позволило существен-
но повысить точность и надежность расчетов. В рам-
ках используемых методов FP-LMTO и FP-LAPW с
полным потенциалом никакие ограничения не накла-
дывались на плотность заряда или потенциал, что осо-
бенно важно для анизотропных слоистых структур
исследуемых соединений.
На рис. 5, 6 и 7 представлены рассчитанные плотно-
сти электронных состояний ( )N E в парамагнитной
Рис. 4. Экспериментальные зависимости магнитной воспри-
имчивости некоторых соединений RT4Al8 от давления, нор-
мированные на величину восприимчивости при Р = 0. Точки
() и () соответствуют температурам 300 и 78 К.
Таблица 1. Экспериментальные значения магнитной вос-
приимчивости χ (10–3 см3/моль) и ее барической производ-
ной ln /d dPχ (Мбар–1) в соединениях RT4Al8 вместе с соот-
ветствующими значениями этих величин для YMn4Al8 с
учетом их коррекции на примесный вклад, 0χ и 0ln /d dPχ
(см. текст для деталей)
Величина T, К YFe4Al8 YMn4Al8 CeCr4Al8
χ 78 90,8 4,49 3,63
150 67,6
300 28,9 5,50 2,69
ln /d dP− χ 78 4,8±0,3 12,1±1 8,6±1
150 7,8±0,4
300 5,1±0,2 25,6±1 6,2±1
0χ 78 3,74
300 5,30
0ln /d dP− χ 78 14,5±1
300 26,5±1
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6 589
И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher
(PM) фазе, которые дают представление об эволюции
электронной структуры соединений RT4Al8 при изме-
нении заполнения в ряду T = Cr→Mn→Fe. Вычислен-
ные значения плотностей состояний соединений
RT4Al8 на уровне Ферми и их производных по объему
приведены в табл. 2. Отметим, что доминирующий
вклад в ( )FN E дают d-состояния 3d-металла.
Как видно на рис. 5, для PM фазы соединений RFe4Al8
уровень Ферми расположен на крутом участке зависи-
мости ( )N E , где плотность состояний быстро растет с
энергией в самой непосредственной близости (~ 0,01 эВ)
от острого пика плотности электронных состояний.
Плотности состояний изоэлектронных соединений
RFe4Al8 весьма похожи и отличаются незначительны-
ми деталями.
С целью анализа магнитоупругих свойств соедине-
ний RT4Al8 были проведены расчеты объемной зависи-
мости полной электронной энергии tot ( )E V в прибли-
жении обобщенного градиента GGA [25], которое
обеспечивает наиболее адекватное описание структур-
ных и упругих свойств металлических систем (см. [21]).
Модули всестороннего сжатия B в исследуемых соеди-
нениях были рассчитаны путем параметризации tot ( )E V
с использованием известного уравнения Мурнагана:
1
0 0
tot 0
0
( / )
( ) = ,
1 1
BBV V V V BE V E
B B V B
′− ′
+ + − ′ ′ ′− −
(1)
где 0= ( )B B V . Уравнение Мурнагана основано на
предположении, что производная модуля всесторонне-
го сжатия B по давлению B′ является константой. Ре-
Рис. 5. Плотности электронных состояний соединений RFe4Al8
(R = Sc, Y, Lu). Уровень Ферми при Е = 0 обозначен верти-
кальной штриховой линией.
Рис. 6. Плотности электронных состояний ( )N E соединений
YT4Al8 (T = Cr, Mn, Fe).
Рис. 7. Плотность электронных состояний соединения
CeCr4Al8. Парциальный вклад 4f-состояний церия отмечен
затемненной областью.
590 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6
Электронная структура и магнитные свойства соединений RT4Al8 (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr)
зультаты расчетов упругих модулей B соединений
RT4Al8 представлены в табл. 2 и оказались близки к
1,4 Мбар. Необходимо отметить, что в литературе от-
сутствуют данные об упругих модулях систем RT4Al8.
В настоящей работе были также проведены расчеты
спин-поляризованной электронной структуры ряда
соединений RMn4Al8 и RCr4Al8 во внешнем магнит-
ном поле H методом FP-LMTO, согласно [20]. При
этом влияние внешнего магнитного поля на электрон-
ную структуру парамагнитной фазы учитывалось самосо-
гласованным образом, в рамках локального приближения
спиновой плотности LSDA [24], путем включения в га-
мильтониан FP-LMTO оператора Зеемана:
ˆˆ= (2 ),Z Bµ ⋅ +H s l (2)
где ŝ — оператор спина и l̂ — оператор орбитального
углового момента. Вычисленные во внешнем поле H
индуцированные спиновый и орбитальный магнитные
моменты позволили получить соответствующие компо-
ненты магнитной восприимчивости spinχ и orbχ путем
дифференцирования по полю индуцированных намагни-
ченностей. Отметим, что для систем RMn4Al8 и RCr4Al8
спиновые вклады в восприимчивость spinχ примерно на
порядок превосходят орбитальные orbχ .
Результаты расчетов магнитных восприимчивостей
соединений RMn4Al8 и RCr4Al8 и их производных по
объему представлены в табл. 3 и 4 соответственно.
Рассчитанные зависимости магнитных восприимчиво-
стей соединений RMn4Al8 и RCr4Al8 от объема приве-
дены на рис. 8 и 9. Необходимо отметить, что для со-
единений RFe4Al8 спин-поляризованные расчеты во
внешнем поле оказались неустойчивыми. Вследствие
больших значений ( )FN E и близости этих систем к
ферромагнитному состоянию не удалось получить па-
рамагнитный отклик на внешнее магнитное поле, и
самосогласованные расчеты спин-поляризованной
электронной структуры дали значения момента на
атоме железа около 1,3 Bµ .
4. Обсуждение полученных результатов
Прежде всего отметим, что приведенные на рис. 5
данные об особенностях плотности электронных состоя-
ний ( )N E в соединениях RFe4Al8 и их эволюции вдоль
ряда T = Fe, Mn, Cr на примере соединений YT4Al8
(рис. 6) в целом отражают поведение магнитных свойств
рассматриваемой системы. Так, наблюдаемое в соедине-
ниях RFe4Al8 магнитное упорядочение и сильное
уменьшение восприимчивости парамагнитной фазы с
ростом температуры обусловлено острым пиком в
( )N E с высокой плотностью состояний вблизи уровня
Ферми ( )FN E . В соединениях RMn4Al8 уровень Фер-
ми расположен в минимуме ( )N E , что коррелирует с
наблюдаемым ростом восприимчивости в области
умеренных температур, а наличие довольно плоского
максимума ( )N E в соединениях RCr4Al8 определяет
сравнительно слабое уменьшение их восприимчивости с
ростом температуры. При этом существенно меньшие
значения ( )FN E в соединениях с марганцем и хромом
объясняют отсутствие в них магнитного упорядочения.
Таблица 2. Расчетные значения плотности электронных
состояний на уровне Ферми ( )FN E (сост.(эВ⋅форм. ед.)–1),
ее объемной производной ln ( )/ lnFd N E d V и модуля всесто-
роннего сжатия B (Мбар) для ряда соединений RT4Al8
Соединение ( )FN E ln ( )/ lnFd N E d V В
YFe4Al8 27,2 2,24 1,41
LuFe4Al8 27,1 2,30 1,45
ScMn4Al8 7,6 1,50 1,49
YMn4Al8 7,8 1,48 1,45
LaMn4Al8 8,7 1,38 1,40
LuMn4Al8 7,8 1,56 1,46
YCr4Al8 13,8 1,40 1,36
LuCr4Al8 13,5 1,57 1,37
LaCr4Al8 16,6 1,50 1,30
CeCr4Al8 16,2 0,95 1,39
Таблица 3. Расчетные и экспериментальные значения
магнитной восприимчивости χ (10–3 см3/моль) и ее объем-
ной производной ln / lnd d Vχ при Т = 78 К для соединений
RMn4Al8 (данные эксперимента скорректированы нами с уче-
том примесного вклада, предположительно обусловленного
свободными ионами марганца и не зависящего от давления).
Величина ScMn4Al8 YMn4Al8 LaMn4Al8 LuMn4Al8
Теория
χ 2,1 4,35 13,8 3,1
ln / lnd d Vχ 13 26 33 18
Эксперимент
( 0К)Tχ → ~ 2,5 [15] 4 ~ 12 [14] ~ 3,5 [15]
ln / lnd d Vχ – 20±2 ~ 55 [14] –
Таблица 4. Расчетные и экспериментальные значения
магнитной восприимчивости χ (10–3 см3/моль) и ее объем-
ной производной ln / lnd d Vχ при Т = 78 К для соединений
RCr4Al8.
Величина YCr4Al8 LaCr4Al8 LuCr4Al8 CeCr4Al8
Теория
χ 6,5 4,5 3,8 4,9
ln / lnd d Vχ 20 ~ 15 16,5 11
Эксперимент
( 0К)Tχ → – – 4,1 [4] ~ 4,5
ln / lnd d Vχ – – – 12
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6 591
И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher
Рассчитанные для соединений RT4Al8 значения
плотностей электронных состояний на уровне Ферми
( )FN E (см. табл. 2) могут быть сопоставлены с имею-
щимися экспериментальными данными о коэффициен-
тах электронной теплоемкости expγ , представленными
в табл. 5. При этом отличие calcγ и expγ обычно объяс-
няют перенормировкой эффективных масс одноэлек-
тронного спектра вследствие электрон-фононного
взаимодействия,
exp calc= (1 ) ,γ + λ γ (3)
что дает возможность определить соответствующий
параметр перенормировки λ (см. табл. 5).
Для соединений YFe4Al8 и LuFe4Al8 значения calcγ в
табл. 5 соответствуют плотностям электронных состоя-
ний на уровне Ферми для антиферромагнитной фазы,
которые были рассчитаны в работе [16]. Соответствую-
щие экспериментальные значения expγ в табл. 5 также
получены для АФМ состояния систем YFe4Al8 и
LuFe4Al8 в области низких температур. Согласно (3),
параметр перенормировки эффективных масс одноэлек-
тронного спектра для этих соединений составляет 1λ ,
что качественно согласуется с наблюдением сверхпро-
водимости в LuFe4Al8 и YFe4Al8 [10,11]. Следует, одна-
ко, учитывать вклад в λ и спин-флуктуационного сла-
гаемого sfλ , el–ph sf=λ λ + λ , которое может быть
достаточно большим для систем с высокими значения-
ми ( )FN E [20]. В силу этого оценка электрон-фононной
перенормировки el ph−λ остается неопределенной, как и
вопрос о проявлении сверхпроводимости в соединениях
RFe4Al8. Заметим также, что наблюдаемые в некоторых
соединениях аномально высокие значения expγ , напри-
мер в LaMn4Al8, могут быть обусловлены как спин-
флуктуационным механизмом, так и возможным при-
сутствием в исследованных образцах магнитных приме-
сей и структурных дефектов.
Самосогласованные FP-LMTO-LSDA расчеты спин-
поляризованной электронной структуры во внешнем
магнитном поле дали значения магнитной восприимчи-
вости в системах RMn4Al8 и RCr4Al8 в хорошем согла-
сии с экспериментальными данными (см. табл. 3 и 4).
Такой метод расчета χ обеспечивает корректный учет
неоднородного распределения спиновой плотности в
элементарной ячейке и эффектов обменно-корреля-
ционного взаимодействия (см. [20]), что существенно
улучшает согласие вычисленной восприимчивости с экс-
периментом. Согласно проведенным расчетам, опреде-
ляющим вкладом в магнитную восприимчивость соеди-
нений RT4Al8 является обменно-усиленный спиновый
Рис. 8. Расчетные зависимости магнитной восприимчивости
соединений RMn4Al8 от объема элементарной ячейки.
Стрелками отмечены экспериментальные значения объема
при нормальных условиях.
Рис. 9. Расчетные зависимости магнитной восприимчивости
соединений RCr4Al8 от объема элементарной ячейки. Стрел-
ками отмечены экспериментальные значения объема при
нормальных условиях.
Таблица 5. Расчетные и экспериментальные значения ко-
эффициента электронной теплоемкости γ (в единицах
мДж/моль⋅K2) и параметра exp calc= / 1λ γ γ − для ряда соеди-
нений RT4Al8
Соединение calcγ expγ λ
YFe4Al8 34 [16] 60 [26] 0,8
LuFe4Al8 33 [16] 75 [10] 1,3
YMn4Al8 18,4 95 [27],
83 [28]
4,2; 3,5
LaMn4Al8 20,5 265 [28] 12
YCr4Al8 32,5 220 [11] 5,8
LaCr4Al8 39,1 58 [26] 0,5
CeCr4Al8 38,2 62 [26],
180 [29]
0,6; 4,7
592 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6
Электронная структура и магнитные свойства соединений RT4Al8 (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr)
парамагнетизм spinχ . Приближенная оценка параметров,
характеризующих этот вклад, может быть получена в
рамках модели Стонера:
spin = ,
1
P
P
P
Sχ
χ ≡ χ
−αχ
(4)
где 2 ( )P B FN Eχ = µ — восприимчивость Паули,
2/2 BJα = µ — константа молекулярного поля, J — об-
менный интеграл, S — фактор Стонера. Типичные
значения параметров выражения (4), оцененные для
некоторых соединений RT4Al8 с использованием рас-
четных значений Pχ и spinχ , приведены в табл. 6.
Сравнение расчетных spinχ (табл. 6) и теоретиче-
ских значений полной восприимчивости spin orbχ = χ + χ
(табл. 3 и 4) показывает, что в исследованных системах
RMn4Al8 и RCr4Al8 орбитальный вклад Ван-Флека
orbχ доходит до 10% от полной восприимчивости и
должен учитываться при количественном анализе экс-
периментальных данных. Отметим, что рассчитанный
для CeCr4Al8 вклад orbχ составляет около 20% от пол-
ной восприимчивости и определяется в основном элек-
тронными состояниями атома церия, где 4f-электрон
предполагается делокализованным ввиду сильной гиб-
ридизации с валентными d-состояниями и участвую-
щим в химической связи (см. рис. 7). В пользу принятого
предположения свидетельствует хорошее согласие с экс-
периментом расчетных значений параметров решетки
и магнитной восприимчивости соединения CeCr4Al8.
С использованием модуля объемного сжатия
1,4B Мбар пересчитанные в объемные производные
экспериментальные барические зависимости χ для
систем RMn4Al8 и RCr4Al8 приведены в табл. 3 и 4
вместе с теоретическими значениями ln / lnd d Vχ , со-
ответствующими зависимостям на рис. 8 и 9. Как вид-
но из таблиц, расчетные значения ln / lnd d Vχ хорошо
согласуются с данными экспериментальных исследо-
ваний магнитной восприимчивости под давлением.
Кроме того, для наиболее изученной системы RMn4Al8
данные расчета коррелируют с зависимостью магнит-
ной восприимчивости в ряду R = Sc, Y, La, Lu от объе-
ма элементарной ячейки при нормальных условиях
(рис. 10), которая в логарифмических координатах ока-
зывается близкой к линейной и определяется произ-
водной ln / ln 20d d Vχ . Полученная оценка эффекта
химического давления сопоставима с расчетными и
экспериментальными значениями объемной производ-
ной ln / lnd d Vχ в этом ряду (см. табл. 3), что указывает
на существенную роль межатомного расстояния в маг-
нетизме соединений RMn4Al8.
В рамках модели Стонера (4) в системах с домини-
рующим вкладом в восприимчивость спинового пара-
магнетизма ( spinχ χ ) величина магнитообъемного
эффекта определяется выражением:
ln lnln ln ,
ln ln ln ln
P Pd dd d
d V d V d V d V
χ χχ α + αχ +
(5)
которое пригодно для описания температурной зави-
симости магнитообъемного эффекта, определяемой,
главным образом, зависимостью ( )Tχ . Подстановка в
(5) экспериментальных значений ln / lnd d Vχ при Т =
= 300 К для YMn4Al8 (~ 37, настоящая работа) и для
LaMn4Al8 (~ 55 [14]), а также расчетного значения
ln / ln ln ( )/ ln 1,5P Fd d V d N E d Vχ ≡ позволяет оце-
нить величину объемной производной константы мо-
лекулярного поля α в соединениях RMn4Al8, лежащую
в пределах
ln = 0–0,3.
ln
d
d V
α (6)
Таблица 6. Расчетные значения параметров Pχ и spinχ
(10–3 см3/моль), константы молекулярного поля α (10–3
см3/моль) и фактора Стонера S в соединениях RT4Al8 (для
YFe4Al8 оценка α получена из критерия Стонера для маг-
нитного упорядочения в выражении (4), 1Pαχ ≥ ).
Соединение Pχ spinχ α S
YFe4Al8 0,880 – ≥ 1,1 –
YMn4Al8 0,252 4,04 3,72 16
LaMn4Al8 0,282 13,3 3,47 47
YCr4Al8 0,446 6,16 2,08 14
LaCr4Al8 0,537 4,30 1,63 8
CeCr4Al8 0,524 3,87 1,65 7,4
Рис. 10. Экспериментальные () и расчетные () значения
магнитной восприимчивости соединений RMn4Al8 как
функция объема элементарной ячейки в логарифмической
шкале ( χ в единицах 10–3 см3/моль, V в (ат. ед)3).
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6 593
И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher
Близкое значение производной ln / ln 0,4d d Vα вы-
текает из (5) и для CeCr4Al8 при использовании соответ-
ствующих экспериментальных данных при Т = 78 К.
Отметим, что для CeCr4Al8 расчетное значение объ-
емной производной χ оказалось примерно в 1,5 раза
меньше соответствующих производных для других со-
единений RCr4Al8 (табл. 3). По-видимому, это связано с
четырехвалентным состоянием иона церия в CeCr4Al8 и
отличием в заполнении зоны проводимости по сравне-
нию с системами RCr4Al8, где ионы Y, La и Lu трех-
валентны. Приведенные выше данные об относительно
слабой зависимости от объема величины α в соедине-
ниях RMn4Al8 и RCr4Al8 разительно контрастируют с
типичными значениями ln / ln ln / lnd d V d J d Vα ≡ =
= –(0,7–1,5) для сильных зонных парамагнетиков
[30,31] и со значением
ln 2
ln
d
d V
α
− (7)
для соединения YFe4Al8, полученного согласно (5) с
использованием соответствующих экспериментальных
значений ln / lnd d Vχ при Т = 300 К и расчетных значе-
ний ln / ln 2,24Pd d Vχ = и α 1,1⋅103 моль/см3. Одна из
возможных причин столь различного и трудно объяс-
нимого поведения обменного взаимодействия в рас-
сматриваемых однотипных соединениях — это огра-
ниченная применимость использованной здесь модели
Стонера в системах с сильно неоднородной электронной
плотностью. Эта неоднородность характерна, в частно-
сти, для квазиодномерных цепочек эквидистантно рас-
положенных атомов 3d-металла в структуре соедине-
ний RT4Al8 [15], в которых расстояние между этими
атомами вдоль кристаллической оси с значительно
меньше расстояния между соседями в перпендикуляр-
ных направлениях. Следует, однако, заметить, что мо-
дель Стонера довольно разумно описывает поведение
экспериментально наблюдаемого эффекта давления
при изменении температуры, которое, согласно (5),
определяется зависимостью ( )Tχ .
5. Заключение
В настоящей работе впервые проведены системати-
ческие расчеты электронной структуры и магнитных
свойств семейства RT4Al8, где R — немагнитные эле-
менты Sc, Y, La, Lu и T= Fe, Mn, Cr. В рамках методов
DFT рассчитаны электронный спектр и магнитная вос-
приимчивость соединений в парамагнитной фазе и их
поведение при вариациях параметров решетки. Полу-
ченные результаты указывают на доминирующий вклад
в магнитную восприимчивость всего семейства RT4Al8
обменно-усиленного спинового парамагнетизма и ано-
мально большую величину магнитообъемного эффекта
ln / lnd d Vχ в системах RMn4Al8 и RCr4Al8. Расчетные
значения разумно согласуются с экспериментальными
данными о магнитной восприимчивости и ее зависимо-
сти от давления, что подтверждает адекватность DFT
метода для описания магнетизма сложных интерметал-
лических соединений 3d-металлов.
Для уточнения магнитных характеристик семейства
RT4Al8 и природы большого магнитообъемного эф-
фекта в соединениях с марганцем и хромом, предпо-
ложительно обусловленного необычной зависимостью
параметра J от объема, необходимы дальнейшие де-
тальные экспериментальные исследования на высоко-
качественных монокристаллических образцах, наряду
с развитием теоретических подходов описания маг-
нитных свойств при конечных температурах.
Авторы выражают благодарность И.Д. Щербе и
А.В. Терехову за предоставление образцов RT4Al8.
Работа частично поддержана Словацким агентством в
рамках проекта VEGA 1/0145/13. Работа выполнена с
использованием вычислительных ресурсов грид-кластера
ФТИНТ им. Б.И. Веркина НАН Украины, Харьков.
1. K.H.J. Buschow, J.H.N. van Vucht, and W.W. van den
Hoogenhof, J. Less-Common Met. 50, 145 (1976).
2. K.H.J. Buschow and A.M. van der Kraan, J. Phys. F: Metal
Phys. 8, 921 (1978).
3. I. Felner and I. Nowik, J. Phys. Chem. Solids 39, 951 (1978).
4. I. Felner and I. Nowik, J. Phys. Chem. Solids 40, 1035
(1979).
5. W. Suski, in: K.A. Gschneidner Jr., and L. Eyring (eds.),
Handbook on Physics and Chemistry of Rare Earths,
Elsevier, Amsterdam, Vol. 22, Chap. 149 (1996), p. 143.
6. J.A. Paixão, S. Langridge, S.Aa. Sorensen, B. Lebech, A.P.
Gonçalves, G.H. Lander, P.J. Brown, P. Burlet, and E. Talik,
Physica B 234–236, 614 (1997).
7. J.A. Paixão, M. Ramos Silva, J.C. Waerenborgh, A.P.
Gonçalves, G.H. Lander, P.J. Brown, M. Godinho, and P.
Burlet, Phys. Rev. B 63, 054410 (2001).
8. P. Schobinger-Papamantellos, K.H.J. Buschow, and C.
Ritter, J. Magn. Magn. Mater. 186, 21 (1998).
9. C. Cardoso, T. Gasche, and M. Godinho, J. Phys.: Condens.
Matter 18, 8817 (2006).
10. А.М. Гуревич, В.М. Дмитриев, В.Н. Еропкин, Л.А.
Ищенко, Н.Н. Пренцлау, Л.В. Шлык, ФНТ 25, 15 (1999)
[Low Temp. Phys. 25, 10 (1999)].
11. А.М. Гуревич, В.М. Дмитриев, В.Н. Еропкин, Б.Ю. Котур,
Н.Н. Пренцлау, В. Суски, А.В. Терехов, Л.В. Шлык, ФНТ
27, 1308 (2001) [Low Temp. Phys. 27, 967 (2001)].
12. H. Drulis, P. Gaczyński, W. Iwasieczko, W. Suski, and
B.Ya. Kotur, Solid State Commun. 123, 391 (2002).
13. B. Andrzejewski, A. Kowalczyk, and T. Toliński, Acta Phys.
Pol. A 109, 561 (2006).
14. H. Nakamura, Y. Muro, S. Giri, J. Umemura, H. Kobayashi,
T. Koyama, and T. Kohara, J. Phys. Soc. Jpn. 74, 2421
(2005).
15. Y. Muro, H. Nakamura, and T. Kohara, J. Phys.: Condens.
Matter 18, 3931 (2006).
594 Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6
http://dx.doi.org/10.1016/0022-5088(76)90261-7
http://dx.doi.org/10.1088/0305-4608/8/5/021
http://dx.doi.org/10.1088/0305-4608/8/5/021
http://dx.doi.org/10.1016/0022-3697(78)90109-9
http://dx.doi.org/10.1016/0022-3697(79)90135-5
http://dx.doi.org/10.1016/S0168-1273(96)22006-9
http://dx.doi.org/10.1016/S0921-4526(96)01211-2
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.63.054410
http://dx.doi.org/10.1016/S0304-8853(98)00075-4
http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/18/39/012
http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/18/39/012
http://dx.doi.org/10.1063/1.593699
http://dx.doi.org/10.1063/1.1421464
http://dx.doi.org/10.1016/S0038-1098(02)00372-1
http://dx.doi.org/10.12693/APhysPolA.109.561
http://dx.doi.org/10.12693/APhysPolA.109.561
http://dx.doi.org/10.1143/JPSJ.74.2421
http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/18/16/003
http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/18/16/003
Электронная структура и магнитные свойства соединений RT4Al8 (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr)
16. А.В. Логоша, Г.Е. Гречнев, А.А. Легенькая, А.С.
Панфилов, ФНТ 40, 405 (2014) [Low Temp. Phys. 40, 311
(2014)].
17. P. Gaczyński, F.G. Vagizov, W. Suski, B. Kotur, W.
Iwasieczko, and H. Drulis, J. Magn. Magn. Mater. 225, 351
(2001).
18. H. Nakamura, S. Giri, and T. Kohara, J. Phys. Soc. Jpn. 73,
2971 (2004).
19. А.С. Панфилов, ФНТ 41, 1318 (2015) [Low Temp. Phys.
41, 1029 (2015)].
20. G.E. Grechnev, Fiz. Nizk. Temp. 35, 812 (2009) [Low Temp.
Phys. 35, 638 (2009)].
21. J.M. Wills, M. Alouani, P. Andersson, A. Delin, O. Eriksson,
and A. Grechnev, Full-Potential Electronic Structure
Method. Energy and Force Calculations with Density
Functional and Dynamical Mean Field Theory. Springer
Series in Solid-State Sciences, Springer Verlag, Berlin, Vol.
167 (2010).
22. http://fplmto-rspt.org/
23. http://elk.sourceforge.net/
24. U. von Barth and L. Hedin, J. Phys. C: Solid State Phys. 5,
1629 (1972).
25. J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett.
77, 3865 (1996).
26. I.H. Hagmusa, Heat Effects of Magnetic Phase Transitions
in Intermetallic Compounds. PhD Thesis, WZI, Amsterdam
(2000).
27. J.Y. Kim, J.G. Park, and B.K. Cho, J. Appl. Phys. 99,
08F506 (2006).
28. I.H. Hagmusa, J.C.P. Klaasse, E. Brück, F.R. de Boer, and
K.H.J. Buschow, J. Alloys Comp. 297, 21 (2000).
29. H. Ido, T. Nishioka, and M. Kontani, J. Magn. Magn. Mater.
177–181, 385 (1998).
30. A.S. Panfilov and I.V. Svechkarev, Proc. Int. Conf. Phys.
Transition Metals. Darmstadt, Germany 2, 699 (1992).
31. P.E. Brommer, G.E. Grechnev, J.J.M. Franse, A.S. Panfilov,
Yu.Ya. Pushkar, and I.V. Svechkarev, J. Phys.: Condens.
Matter 7, 3173 (1995).
Electronic structure and magnetic properties
of RT4Al8 (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr)
compounds. Hydrostatic pressure effect
I.P. Zhuravleva, G.E. Grechnev, A.S. Panfilov,
A.А. Lyogenkaya, O.V. Kotlyar, А.V. Fedorchenko,
and A. Feher
We present results of theoretical and experimental
studies of the electronic structures and magnetic prop-
erties of RFe4Al8, RMn4Al8 and RCr4Al8 compounds
with non-magnetic elements, R = Sc, Y, La, Lu. The
calculations of electronic spectra and field induced
magnetic moments, and also their dependences on the
unit cell volume, were carried out for the paramagnetic
phases of RT4Al8 systems. These calculations were
supplemented with measurements of magnetic suscep-
tibilities of representative RT4Al8 compounds as func-
tions of temperature and hydrostatic pressure.
PACS: 71.20.Eh Rare earth metals and alloys;
71.15.Mb Density functional theory, local
density approximation, gradient and other cor-
rections;
75.80.+q Magnetomechanical effects,
magnetostriction.
Keywords: RТ4Al8, magnetic susceptibility, supercon-
ductivity, magnetovolume effect.
Low Temperature Physics/Физика низких температур, 2016, т. 42, № 6 595
http://dx.doi.org/10.1063/1.4871747
http://dx.doi.org/10.1016/S0304-8853(01)00061-0
http://dx.doi.org/10.1143/JPSJ.73.2971
http://dx.doi.org/10.1063/1.4938094
http://dx.doi.org/10.1063/1.4938094
http://dx.doi.org/10.1063/1.3224723
http://dx.doi.org/10.1063/1.3224723
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-15144-6
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-15144-6
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-15144-6
http://fplmto-rspt.org/
http://elk.sourceforge.net/
http://dx.doi.org/10.1088/0022-3719/5/13/012
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
http://dx.doi.org/10.1063/1.2176591
http://dx.doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00595-2
http://dx.doi.org/10.1016/S0304-8853(97)01018-4
http://dx.doi.org/10.1016/S0304-8853(97)01018-4
http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/7/16/011
http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/7/16/011
1. Введение
2. Детали эксперимента и результаты
3. Расчеты электронной структуры и магнитной восприимчивости соединений RT4Al8
4. Обсуждение полученных результатов
5. Заключение
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-129152 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:52:10Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Журавлёва, И.П. Гречнев, Г.Е. Панфилов, А.С. Лёгенькая, А.А. Котляр, А.В. Федорченко, А.В. Feher, A. 2018-01-16T16:43:04Z 2018-01-16T16:43:04Z 2016 Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления / И.П. Журавлёва, Г.Е. Гречнев, А.С. Панфилов, А.А. Лёгенькая, А.В. Котляр, А.В. Федорченко, A. Feher // Физика низких температур. — 2016. — Т. 42, № 6. — С. 586-595. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 71.20.Eh, 71.15.Mb, PACS: 75.80.+q https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129152 Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований электронной структуры и магнитных свойств соединений RFe₄Al₈, RMn₄Al₈ и RCr₄Al₈ с немагнитными элементами R = Sc, Y,
 La, Lu. Для парамагнитной фазы систем RT4Al8 проведены расчеты электронного спектра и индуцированного полем магнитного момента, а также их зависимости от объема элементарной ячейки. Расчеты
 дополнены измерениями магнитной восприимчивости представительных соединений RТ₄Al₈ как функции температуры и гидростатического давления. Представлено результати теоретичних та експериментальних досліджень електронної структури та
 магнітних властивостей сполук RFe₄Al8, RMn₄Al₈ та RCr₄Al₈ з немагнітними елементами R = Sc, Y, La,
 Lu. Для парамагнітної фази систем RT4Al8 проведені розрахунки електронного спектра та індукованого
 магнітним полем магнітного момента, а також їх залежності від об’єму елементарної комірки. Розрахунки доповнені вимірюваннями магнітної сприйнятливості представницьких сполук RТ₄Al₈ як функції
 температури та гідростатичного тиску. We present results of theoretical and experimental studies of the electronic structure and magnetic properties of RFe ₄Al ₈, RMn ₄Al ₈, and RCr ₄Al ₈ compounds with nonmagnetic elements R = Sc, Y, La, and Lu. The electron spectrum and field induced magnetic moment, as well as their dependences on the unit cell volume, are calculated for the paramagnetic phase of the RT ₄Al ₈ systems. The calculations are supplemented by measurements of the magnetic susceptibility of representative RT ₄Al ₈ compounds as a function of temperature and hydrostatic pressure. Авторы выражают благодарность И.Д. Щербе и
 А.В. Терехову за предоставление образцов RT₄Al₈.
 Работа частично поддержана Словацким агентством в
 рамках проекта VEGA 1/0145/13. Работа выполнена с
 использованием вычислительных ресурсов грид-кластера
 ФТИНТ им. Б.И. Веркина НАН Украины, Харьков. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпеpатуpный магнетизм Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления Electronic structure and magnetic properties of RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr) compounds. Hydrostatic pressure effects Article published earlier |
| spellingShingle | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления Журавлёва, И.П. Гречнев, Г.Е. Панфилов, А.С. Лёгенькая, А.А. Котляр, А.В. Федорченко, А.В. Feher, A. Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| title | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления |
| title_alt | Electronic structure and magnetic properties of RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr) compounds. Hydrostatic pressure effects |
| title_full | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления |
| title_fullStr | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления |
| title_full_unstemmed | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления |
| title_short | Электронная структура и магнитные свойства соединений RT₄Al₈ (R = Sc, Y, La, Lu; T = Fe, Mn, Cr). Эффекты гидростатического давления |
| title_sort | электронная структура и магнитные свойства соединений rt₄al₈ (r = sc, y, la, lu; t = fe, mn, cr). эффекты гидростатического давления |
| topic | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| topic_facet | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129152 |
| work_keys_str_mv | AT žuravlevaip élektronnaâstrukturaimagnitnyesvoistvasoedineniirt4al8rscylalutfemncréffektygidrostatičeskogodavleniâ AT grečnevge élektronnaâstrukturaimagnitnyesvoistvasoedineniirt4al8rscylalutfemncréffektygidrostatičeskogodavleniâ AT panfilovas élektronnaâstrukturaimagnitnyesvoistvasoedineniirt4al8rscylalutfemncréffektygidrostatičeskogodavleniâ AT legenʹkaâaa élektronnaâstrukturaimagnitnyesvoistvasoedineniirt4al8rscylalutfemncréffektygidrostatičeskogodavleniâ AT kotlârav élektronnaâstrukturaimagnitnyesvoistvasoedineniirt4al8rscylalutfemncréffektygidrostatičeskogodavleniâ AT fedorčenkoav élektronnaâstrukturaimagnitnyesvoistvasoedineniirt4al8rscylalutfemncréffektygidrostatičeskogodavleniâ AT fehera élektronnaâstrukturaimagnitnyesvoistvasoedineniirt4al8rscylalutfemncréffektygidrostatičeskogodavleniâ AT žuravlevaip electronicstructureandmagneticpropertiesofrt4al8rscylalutfemncrcompoundshydrostaticpressureeffects AT grečnevge electronicstructureandmagneticpropertiesofrt4al8rscylalutfemncrcompoundshydrostaticpressureeffects AT panfilovas electronicstructureandmagneticpropertiesofrt4al8rscylalutfemncrcompoundshydrostaticpressureeffects AT legenʹkaâaa electronicstructureandmagneticpropertiesofrt4al8rscylalutfemncrcompoundshydrostaticpressureeffects AT kotlârav electronicstructureandmagneticpropertiesofrt4al8rscylalutfemncrcompoundshydrostaticpressureeffects AT fedorčenkoav electronicstructureandmagneticpropertiesofrt4al8rscylalutfemncrcompoundshydrostaticpressureeffects AT fehera electronicstructureandmagneticpropertiesofrt4al8rscylalutfemncrcompoundshydrostaticpressureeffects |