Magnetic Phase Diagrams of Two-Component Disordered B.C.C. Substitutional Alloys with Strong Electron Correlations

Abstract

В работе исследованы энергетические спектры электронов и предсказаны диаграммы магнитных фазовых состояний неупорядоченных бинарных ОЦК-сплавов замещения с различными значениями параметра рассеяния электронов на атомах обоих компонентов. Для описания таких сплавов предложена однозонная модель сильной связи, учитывающая электрон-электронные взаимодействия в приближении коррелированного случай-ного поля. Показано, что тип магнитного порядка сплавов определяется как энергетическими параметрами кулоновского отталкивания электро-нов с противоположными спинами на одном узле и средней электронной концентрацией, так и величиной атомного потенциала рассеяния. В от-личие от однокомпонентных систем в исследованных сплавах антиферро-магнитное упорядочение имеет пороговый характер, то есть для всех воз-можных значений средней электронной концентрации оно не может устанавливаться при сколь угодно малых значениях потенциала куло-новского отталкивания электронов на одном узле. В роботі досліджено енергетичні спектри електронів і передбачено діаг-рами магнітних фазових станів невпорядкованих бінарних ОЦК-стопів заміщення з різними значеннями параметра розсіяння електронів на ато-мах обох компонентів. Для опису таких стопів запропоновано однозонну модель сильного зв'язку, що враховує електрон-електронні взаємодії в наближенні корельованого випадкового поля. Показано, що тип магніт-ного порядку стопів визначається як енергетичними параметрами Куло-нового відштовхування електронів з протилежними спінами на одному вузлі і середньою електронною концентрацією, так і величиною атомного Металлофиз. новейшие технол. / Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2014, т. 36, № 5, сс. 575-588 Оттиски доступны непосредственно от издателя Фотокопирование разрешено только в соответствии с лицензией 2014 ИМФ (Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины) Напечатано в Украине.

Concentration Dependence of Magnetic Properties of Binary B.C.C. Alloys with Substitutional Disorder

“…При нулевой температуре вклады в электронные свойства сплавов с сильными электронными корреляциями от динамических флуктуаций зарядовой и спиновой плотности исчезают и на первое место выступают вклады от соответствующих статических характеристик и сохраняющихся при любой температуре флуктуаций состава (квантовые флуктуации -предмет отдельного рассмотрения; см., например, [3]). В настоящей работе, являющейся продолжением исследования [29], используется приближение коррелированного случайного поля [10,30,31] для однозонной модели Хаббарда, обобщённой на случай упорядочивающихся бинарных сплавов замещения. В основе данного подхода лежит замена в гамильтониане Хаббарда многочастичного члена случайным одночастичным:…”

“…-значения проекции спина электрона на ось Z. Замена (1) позволяет многочастичный гамильтониан электронной подсистемы неупорядоченного бинарного сплава в однозонной модели сильной связи с учётом электрон-электронного взаимодействия [29] представить в виде суммы одночастичных гамильтонианов, s s H H   , и тем самым открывает путь к решению задачи о движении электрона со спином s по кристаллической решётке с беспорядком замещения с помощью хорошо известных методов теории многократного рассеяния и её кластерных обобщений, например, [11].…”

“…Способ построения диаграмм описан в [29], здесь только отметим, что путём минимизации свободной энергии F определялись равновесные значения параметра парных корреляций  m в ориентации магнитных моментов на соседних узлах и значения самих магнитных моментов    , локализованных на атомах обоих сортов (  A, B). Распределение значений указанных величин в плоскости U-n отражено в виде различных областей на МФД согласно следующим правилам: при отличных от нуля значениях локализованных магнитных моментов значению  m  0,25 соответствует полное антиферромагнитное упорядочение (AFM), а значению  m  0,25 -пол-ное ферромагнитное упорядочение (FM); при меньшей корреляции в ориентации локализованных магнитных моментов реализуются состояния либо с неполным антиферромагнитным (0,25   m  0; s-AFM), либо с неполным ферромагнитным (0   m  0,25; s-FM) упорядочением -эти состояния образуют переходную область, разделённую пунктирной линией, которая соответствует состоянию спинового стекла (SG), для которого  m  0, при m   0 (очень узкие области с такими значениями параметров, встречающиеся в окрестностях линий SG, на МФД не указаны); парамагнитная фаза (P) характеризуется значениями локализованных магнитных моментов m   0.…”

“…1, а), симметричной от- КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ 1415 носительно линии n  1. Для всех исследованных концентраций компонентов сплава наблюдаются, отмеченные ещё в [29], нарушение электронно-дырочной симметрии и появление порогового характера антиферромагнитного упорядочения при n  1 (половинном заполнении зоны). При этом МФД для концентраций компонентов сплава, расположенных симметрично относительно значения  A 0 P  0,5 (рис.…”

Mutual Influence of Short-Range Atomic and Magnetic Orderings in Substitutional Binary Alloys within the Scope of the Semi-Elliptic Model

“…При цьому питання поведінки системи в околі точок фазових переходів залишаться поза нашого розгляду. Для розв'язання поставленої задачі буде використано узагальнену на випадок стопів модель Хаббарда [3,4] та метод когерентного потенціалу з розкладанням ФГ за внесками від розсіювання електронів на кластерах з різною кількістю розсіюючих центрів [5,6]. Розрахунки, для простоти, буде виконано в однозонному наближенні з врахуванням у розкладі ФГ лише розсіювання на парах та з використанням напівеліптичної моделі для вихідної густини станів, яка якісно відтворює магнeтну фазову діаграму ОЦК-стопів заміщення з сильними електронними кореляціями [7].…”