Au-Fe合金由于具有良好的生物相容性、反常的霍尔导电性以及在各种医疗领域的应用而引起人们极大的兴趣。然而,无论制备方法如何,它们通常表现出高水平的无序,对热或磁退火温度敏感。我们使用密度泛函理论方法计算了Au $_{1-x}$ Fe $_x$合金的晶格动力学性质,其中,作为一个多位性质,无序合金中原子间力常数(IFC)的可靠计算仍然是一个挑战。我们遵循两种方法:(1)在具有名义上为零的化学对相关性的环境中精确的IFC计算,以模拟均匀无序合金;以及(2)对所需的声子性质进行构型平均(例如,色散、态密度和熵)。我们发现在$x$ =0.19附近的IFC和声子色散(分裂带)的异常变化,这是由于当Au在Fe附近时Au-Au键的局部硬化。基于机械和热物理性质的其他结果反映了类似的异常:声子熵,例如,在低于$x$ =0.19时变为负值,表明化学不混合的趋势,反映了相图中相容性间隙的开始。我们的结果与报告的数据相当吻合。
英文摘要:
Au-Fe alloys are of immense interest due to their biocompatibility, anomalous hall conductivity, and applications in various medical treatment. However, irrespective of the method of preparation, they often exhibit a high-level of disorder, with properties sensitive to the thermal or magnetic annealing temperatures. We calculate lattice dynamical properties of Au$_{1-x}$Fe$_x$ alloys using density functional theory methods, where, being a multisite property, reliable interatomic force constant (IFC) calculations in disordered alloys remain a challenge. We follow a two fold approach: (1) an accurate IFC calculation in an environment with nominally zero chemical pair correlations to mimic the homogeneously disordered alloy; and (2) a configurational averaging for the desired phonon properties (e.g., dispersion, density of states, and entropy). We find an anomalous change in the IFC's and phonon dispersion (split bands) near $x$=0.19, which is attributed to the local stiffening of the Au-Au bonds when Au is in the vicinity of Fe. Other results based on mechanical and thermo-physical properties reflect a similar anomaly: Phonon entropy, e.g., becomes negative below $x$=0.19, suggesting a tendency for chemical unmixing, reflecting the onset of miscibility gap in the phase diagram. Our results match fairly well with reported data, wherever available.
An augmented space approach to the study of phonons in disordered alloys : comparison between the itinerant coherent-potential approximation and the augmented space recursion
基于第一性原理的密度泛函线性响应理论(即所谓的密度泛函微扰理论\cite{dfpt})分别与最近发展的两种形式相结合,系统地研究了无序二元合金的晶格动力学。这两种形式是增广空间递归(ASR)和巡回相干势近似(ICPA)。这两种不同的理论(DFPT-ASR和DFPT-ICPA)系统地提供了对早期基于单站点的理论(如CPA等)的改进的层次结构。并且包括无序配置中的非局部相关性。形式主义明确考虑到波动的质量,力常数和散射长度。DFPT与这些公式的结合有助于理解合金中力常数的实际相互作用。我们通过应用于fcc Fe $_{50}$ Pd $_{50}$合金来说明该方法。
Information Entropy Based Crystal Structure Prediction of Chemically Disordered Alloys via Graph Convolutional Neural Networks
Indian Institute of Engineering Science and Technology, Shibpur(印度工程科学与技术学院,希布尔);Indian Institute of Technology (BHU), Varanasi(印度理工学院(贝拿勒斯印度教大学),瓦拉纳西)
First-principles study of disordered half-Heusler alloys \textit{X}Fe$_{0.5}$Ni$_{0.5}$Sn (\textit{X} = Nb, Ta) as thermoelectric prospects
半Heusler合金的高晶格热导率一直是热电应用的主要瓶颈。无序的半赫斯勒合金可能是解决这一困境的一个合理选择。在本文中,利用第一性原理模拟,我们已经证明了低晶格热导率在两个这样的阶段,NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn相比,众所周知的半赫斯勒合金TiCoSb。我们跟踪低热导率的短声子寿命,起源于声学和低位光学声子之间的相互作用。我们建议纳米结构作为进一步降低晶格热导率的有效途径。我们进一步预测这些合金可以在400-600~K的温度范围内和载流子浓度小于10 $^{21}$载流子cm $^{-3}$的情况下得到最佳的应用。与TiCoSb相比,我们发现NbFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn和TaFe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$ Sn的$ZT$中$\sim$分别增强35%和17%。我们对这些发现持乐观态度,并相信这些材料将吸引实验研究。
Electronic structure and magnetism in disordered bcc Fe alloys
本文采用增强空间递归方法结合紧束缚线性松饼锡轨道(TB-LMTO)方法研究了bcc结构Co $_{x}$ Fe $_{1-x}$,Cr $_{x}$ Fe $_{1-x}$和Mn $_{x}$ Fe $_{1-x}$的电子结构和磁性.本文系统地研究了磁矩和居里温度等磁性,并从电荷转移、交换分裂和杂化等效应出发,对3-{ \it d}过渡金属系列的磁矩和居里温度的变化规律进行了讨论。
Modeling the amorphous structure of a mechanically alloyed Ti50Ni25Cu25 alloy using anomalous wide-angle x-ray scattering and reverse Monte Carlo simulations
通过19 h的机械合金化制备了Ti 50 Ni 25 Cu 25非晶合金。异常广角X射线散射数据收集在六个能量和六个总散射因子。通过考虑Ni和Cu K边附近两个能量下的数据,得到了Ni和Cu原子周围的两个微分反常散射因子,表明这两个原子周围的化学环境是不同的。这8个因子被用作反向蒙特卡罗方法的输入数据,用于计算部分结构因子STi-Ti(K)、STi-Cu(K)、STi-Ni(K)、SCu-Cu(K)、SCu-Ni(K)和SNi-Ni(K)。通过傅立叶变换,得到了部分对分布函数GTi-Ti(r),GTi-Cu(r),GTi-Ni(r),GCu-Cu(r),GCu-Ni(r)和GNi-Ni(r),并确定了第一邻体的配位数和原子间距。
Edge Dislocation Mediated Anomalous Charge Transfer in Face Centered Cubic High Entropy Alloys
School of Materials Science and Technology, IIT-BHU(印度理工联合学院瓦拉纳西分校材料科学与技术学院);National Centre for Computational Sciences, Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室国家计算科学中心);Department of Metallurgy and Materials Engineering, IIEST Shibpur(IIEST Shibpur冶金与材料工程系)
Magnetic Compton profiles of disordered Fe$_{0.5}$Ni$_{0.5}$ and ordered FeNi alloys
本文研究了无序Fe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$和有序FeNi合金的磁康普顿轮廓(MCP),讨论了结构无序和电子关联之间的相互作用。相干势近似被用来模拟置换无序内的单网站近似,而本地电子关联捕获的动态平均场论。与实验数据的比较揭示了局域自旋密度近似在低动量区的局限性,我们表明,包括本地,但动态关联的实验光谱是很好的描述。我们进一步表明,使用本地自旋密度近似之间没有显着的差异被视为MCP光谱的无序Fe $_{0.5}$ Ni $_{0.5}$和一个假设的,有序的FeNi合金与一个简单的立方晶胞。只有通过包括电子相关,光谱显着分离,从第二布里渊区边界下降到零动量。有序和无序合金的MCP光谱之间的差异进行了讨论,也在原子类型的分解。最后,根据计算结果预测了有序FeNi合金沿[111]方向的MCP轮廓形状。
Modeling magnetic evolution and exchange hardening in disordered magnets: The example of Mn$_{1-x}$Fe$_x$Ru$_2$Sn Heusler alloys
我们演示了如何交换硬化可以出现在化学无序的固溶体从第一性原理统计力学的方法。一个通用的混合基化学和磁性集团展开已被开发,并应用到Mn $_{1-x}$ Fe $_x$ Ru $_2$ Sn Heusler合金系统;单相固溶体之间的反铁磁性\ch{MnRu2Sn}和铁磁性\ch{FeRu2Sn}与无序的Mn/Fe亚晶格,表现出意想不到的交换硬化。蒙特卡罗模拟适用于集群膨胀能够再现实验测得的磁转变温度和体磁化作为组合物的函数。一个网站周围的磁排序被证明是依赖于不仅散装组合物,但也对该网站的身份和该网站周围的本地组合物。模拟预测,本地反铁磁有序内形成一个散装铁磁区域在中间组成,驱动交换硬化。此外,反铁磁区域在比铁磁区域更低的温度下无序,为实验观察到的交换硬化随温度升高而降低提供了原子论解释。这些影响发生在太小的长度尺度上,无法用以前使用的表征技术来解决。
Magnetic correlations in the disordered ferromagnetic alloy Ni-V revealed with small angle neutron scattering
我们目前的小角中子散射(SANS)数据收集多晶镍$_{1-x}$ V $_x$样品与$x\geq0.10$确认随机原子分布。我们的目的是确定相关的长度尺度的磁性相关性在铁磁样品与低临界温度$T_c$,显示的迹象,磁性不均匀性的磁化和$μ$ SR数据。SANS研究揭示了这种随机无序铁磁合金中的长程序和短程磁关联共存的特征。我们展示了极化分析的优势,从占主导地位的核散射确定的主要磁贡献。
Room temperature intrinsic anomalous Hall effect in disordered half-metallic ferromagnetic quaternary Heusler alloy CoRuFeSi
National Institute of Technology Andhra Pradesh(安得拉邦国立技术学院);Indian Institute of Technology Hyderabad(海德拉巴印度理工学院);Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences(波兰科学院低温结构研究所);Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院);UGC-DAE Consortium for Scientific Research, Kolkata Centre(UGC-DAE科学研究中心加尔各答中心)