Study on magnetic structure analysis and modeling in the nano twin boundary of magnetic shape memory alloy

磁性形状记忆合金纳米孪晶界磁结构分析与建模研究

• 批准号: 21KK0083
• 负责人: 小田 竜樹
• 金额: $ 8.49万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0083/
• 关键词: 磁気形状記憶合金; 磁歪; バリアント; バンド-ヤン-テラー効果; 準粒子自己無撞着GW法(QSGW法); マルテンサイト相; オーステナイト相; マルテンサイト変態; スピン密度汎関数法; ノンコリニア磁性

アクチュエータ等への応用が見込まれる磁気形状記憶合金(Ni-Mn-Ga系等)の記憶現象について、原子サイズでの機構解明を目標に、チェコ共和国実験研究グループとの国際共同研究や日本グループによる理論研究を進めている。昨年度(令和3年度)は(1)Ni-Mn-Ga系で、ハバードモデルのUと密度汎関数法(DFT)を組み合わせた法(DFT＋U法)、および電子局在性を高精度に考慮できるGW法(準粒子自己無撞着GW法：QSGW法)を用いて電子局在の効果について、あるマルテンサイト相(M相)の原子構造や弾性定数が実験値と理論計算値がおおよそ一致する結果が得られることが判明した。具体的Ｕの有効数値は1.8程度で、電子局在効果が重要と考えられる。今年度は以下の研究実績があった。(2)QSGW法は、マルテンサイト変態を特徴づけるバンド-ヤン-テラー効果を明確に証拠付けるものであった。一般化感受率の評価を通して、オーステナイト相(A相)の不安定性の議論から、変調Ｍ相である6M、10M、14Mの各相を理論計算から正当化することに成功した。特に化学量論相においては10Mへ不安定化すると分かり、実験事実を説明できることが明らかになった。(3)電子数および磁気モーメントによる、Ａ相の不安定性の調査を通して、不安定相として出現する相の変調波数ベクトルは、磁気モーメント変化に敏感であり、Mn濃度変化により生じると思慮される小さな磁気モーメント変化により14Ｍが出現し得ることが明らかとなった。(4)金沢大学研究分担者(若手)は、カレル大学に滞在して、実験との比較においてチェコ科学アカデミーの実験研究者と議論を行った。またこの研究者は、チェコ工科大と金沢大の二重学位制度学生と協力し、Ni-Mn-X系(X＝Al,In)でQSGW法での研究を実施して、Ni-Mn-Ga系との相違点を明らかにする研究を実施した。

ア ク チ ュ エ ー タ etc へ の 応 with が see 込 ま れ る magnetic 気 shape memory alloy (Ni - Mn - Ga series, etc.) の memory phenomenon に つ い て, atomic サ イ ズ で の agencies interpret を target に, チ ェ コ republic be 験 research グ ル ー プ と の international joint research や Japan グ ル ー プ に よ る を theory research into め て い る. Last year (or 3 year) は (1) Ni - Mn - Ga で, ハ バ ー ド モ デ ル の U と density masato method (DFT) を group み close わ せ た method (DFT) + U method, お よ び electronic board in the sexual を high-precision に consider で き る GW method (quasiparticle himself no hit GW method: QSGW method) を い て electronic bureau in の unseen fruit に つ い て, あ る マ ル テ ン サ イ ト phase (M) の atomic structure や 弾 sexual destiny が be 験 numerical と theoretical calculation of numerical が お お よ そ consistent す る results ら が れ る こ と が.at し た. The specific value of the U magnitude is で 1.8 degree で, and the electronic bureau plays an important role in が examination えられる. The following research achievements for this year are があった. (2) QSGW は, マ ル テ ン サ イ ト を - state, 徴 づ け る バ ン ド - ヤ ン - テ ラ ー unseen fruit を clear に card 拠 pay け る も の で あ っ た. Generalized susceptibility の review 価 を tong し て, オ ー ス テ ナ イ ト phase (phase A) の labile の comment か ら, - M phase で あ る 6 M, 10 M, 14 M の を in theoretical calculation of か ら legitimation す る こ と に successful し た. Special に theory in chemistry に お い て は 10 m へ not stabilization す る と points か り, be 験 things be を illustrate で き る こ と が Ming ら か に な っ た. (3) electronic number お よ び magnetic 気 モ ー メ ン ト に よ る, A phase の labile の survey を tong し て, unstable phase と し て in す の る phase - adjustable wave number ベ ク ト ル は, magnetic 気 モ ー メ ン ト variations change に sensitive で あ り, Mn concentration variations に よ り raw じ る と contemplation さ れ る small さ な magnetic 気 モ ー メ ン ト variations change に よ り 14 m が appear し る こ と が Ming Youdaoplaceholder0 となった. (4) kanazawa university study share if (hand) は, カ レ ル university に lag in し て, be 験 と の is に お い て チ ェ コ science ア カ デ ミ ー の be 験 researchers と comment line を っ た. ま た こ の researchers は, チ ェ コ engineering major と kanazawa big の と together し system of double degree students, Ni - Mn - X (X = Al, In) で QSGW method で の research を be applied し て, Ni - Mn - Ga と の conceives some を Ming ら か に す る research を be applied し た.

项目成果

Quasi-particle self-consistent GW (QSGW) calculation in Ni2MnGa

Ni2MnGa 中的准粒子自洽引力场 (QSGW) 计算

• 发表时间: 2021
• 作者: Masao Obata;Takao Kotani;Tatsuki Oda
• 通讯作者: Tatsuki Oda

Electronic structures of quasiparticle self-consistent GW (QSGW) in ferromagnetic Heusler alloys Ni2MnX (X＝Al, Ga, In)

铁磁Heusler合金Ni2MnX（X＝Al、Ga、In）中准粒子自洽GW（QSGW）的电子结构

• 发表时间: 2023
• 作者: Jakub Lustinec;Masao Obata;Ko Hyodo;Takao Kotani;Ladislav Kalvoda;Tatsuki Oda
• 通讯作者: Tatsuki Oda

チェコ科学アカデミー/カレル大学/チェコ工科大学(チェコ)

捷克科学院/查尔斯大学/捷克技术大学（捷克共和国）

Electronic Structures of ferromagnetic Heusler Alloys Ni2MnX (X＝Al, Ga, In) and Magnetic shape memory effect

铁磁Heusler合金Ni2MnX（X＝Al、Ga、In）的电子结构及磁形状记忆效应

• 发表时间: 2023
• 作者: Jakub Lustinec;Masao Obata;Ko Hyodo;Takao Kotani;Ladislav Kalvoda;Tatsuki Oda
• 通讯作者: Tatsuki Oda

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