FeMnP1−xTx(T=Si,Ga,Ge)系列化合物机械性能的第一性原理研究∗

马爽 乌仁图雅 特古斯 武晓霞 管鹏飞 那日苏†

1)(内蒙古师范大学物理与电子信息学院,呼和浩特 010022)

2)(内蒙古科技大学理学院,包头 014010)

3)(北京计算科学研究中心,北京 100193)

FeMnP1−xTx(T=Si,Ga,Ge)系列化合物机械性能的第一性原理研究∗

马爽1)乌仁图雅1)特古斯1)武晓霞2)管鹏飞3)那日苏1)†

1)(内蒙古师范大学物理与电子信息学院,呼和浩特 010022)

2)(内蒙古科技大学理学院,包头 014010)

3)(北京计算科学研究中心,北京 100193)

(2016年12月7日收到;2017年3月21日收到修改稿)

以密度泛函理论为基础,使用投影缀加波方法、VASP程序包研究了FeMnP1−xTx(T=Si,Ga,Ge)化合物的力学性质,结果表明FeMnP1−xGax化合物的晶格参数、弹性常数和电子结构与FeMnP1−xGex化合物比较接近,同时该化合物在力学上稳定,是预期具有较大的磁熵变和高磁热效应的材料.依据Pugh判据,FeMnP0.67T0.33(T=Si,Ga,Ge)化合物具有良好的延展性,三者之中FeMnP0.67Ga0.33韧性最好,FeMnP0.67Si0.33韧性相对较差,说明Ga替代P可改善此类化合物的机械性能.最后从化合物体系电子总态密度随不同掺杂T原子的演化规律解释了自洽计算得到的弹性常数的变化规律.

第一性原理计算,FeMnP1−xTx(T=Si,Ga,Ge)化合物,机械性能

1 引 言

在功能磁性材料领域,一级磁相变的化合物由于其潜在的应用价值引起了广泛的关注,特别是针对非连续相变系统磁卡效应(magnetocaloric e ff ect)的研究[1−3].磁卡效应的应用前景之一就是磁制冷技术,磁制冷技术被看作代替传统蒸汽压缩技术的较好选择,因为其具有环境友好、工作物质是更加紧凑的固体、价格低廉等诸多良好的性能[4,5].近些年来的研究发现了许多具有巨大……