Complex magnetic behavior and high spin polarization in Fe 3 − x Mn x Si alloys
Complex magnetic behavior and high spin polarization in Fe 3 − x Mn x Si alloys
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Fe 3 − x Mn x Si 合金中复杂的磁行为和高自旋极化
DOI：
10.1103/physrevb.83.094434
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发表时间：
2010
影响因子：
3.7
通讯作者：
H. Ebert
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Levzai'c;P. Mavropoulos;S. Blugel;H. Ebert
Fe${}_{3}$Si 是一种铁磁材料，可用于磁性隧道结。正如之前的实验所表明的那样，当掺杂锰时，该材料表现出复杂的磁性行为。我们采用密度泛函理论中的 Korringa-Kohn-Rostoker 格林函数方法来研究合金 Fe${}_{3\ensuremath{-}x}$Mn${}_{x}$Si，其中 $0\ensuremath{\leqslant}x\ensuremath{\leqslant}1$。化学无序是在相干势近似中描述的。与实验一致，我们发现 Mn 原子与 Fe 原子呈铁磁性排列，并且磁化强度和居里温度随着 Mn 浓度 $x$ 的增加而下降。计算得出的费米能级自旋极化 $P$ 随 $x$ 变化很大，从 $x=0$ 处的 $P=\ensuremath{-}0.3$（有序 Fe${}_{3}$Si）到 $x=0.28$ 处的 $P=0$，到 $xg0.75$ 处的 $P=+1$；即，在高锰浓度下，系统是半金属的。我们讨论磁矩、交换相互作用、居里温度和自旋极化趋势的起源。
Fe${}_{3}$Si is a ferromagnetic material with possible applications in magnetic tunnel junctions. When doped with Mn, the material shows a complex magnetic behavior, as suggested by older experiments. We employed the Korringa-Kohn-Rostoker Green-function method within density-functional theory in order to study the alloy Fe${}_{3\ensuremath{-}x}$Mn${}_{x}$Si, with $0\ensuremath{\leqslant}x\ensuremath{\leqslant}1$. Chemical disorder is described within the coherent potential approximation. In agreement with experiment, we find that the Mn atoms align ferromagnetically to the Fe atoms, and that the magnetization and Curie temperature drop with increasing Mn concentration $x$. The calculated spin polarization $P$ at the Fermi level varies strongly with $x$, from $P=\ensuremath{-}0.3$ at $x=0$ (ordered Fe${}_{3}$Si) through $P=0$ at $x=0.28$, to $P=+1$ for $xg0.75$; i.e., at high Mn concentrations the system is half metallic. We discuss the origin of the trends of magnetic moments, exchange interactions, Curie temperature, and the spin polarization.
影响因子：
8.6
作者：
Hamaya, K.;Itoh, H.;Miyao, M.
通讯作者：
Miyao, M.