FEの位相安定性、磁気特性、電子構造に対するMn合金の影響

格子安定性、磁気特性、BCCおよびFCC相の電子構造、およびFCC→BCC相遷移に対するMn合金の影響-XMNX（x = 0、1、および2）合金は、第一原理の計算によって研究されています。結果は、ドープされたMN原子がBCC相およびFCC相の宿主FE原子との強磁性および反強磁性相互作用をそれぞれ好むことを示しています。これらの2つのフェーズでは、Mnの磁気モーメントはそれぞれFeよりも小さく、大きいです。FEの局所モーメントは、BCCフェーズのFe-MN距離によって決定されますが、FCCフェーズでは、Mnとの空間的方向によって決定されます。さまざまな段階では、Mnはさまざまなサイト職業を好みます。これは、フェルミエネルギー近くの状態の電子密度から理解でき、位相遷移中の元素再分布の可能性を意味します。位相遷移の原動力は、Mn合金とともに減少します。不安定化BCC相と安定化されたFCC相の両方が、阻害された相転移に寄与しますが、後者は支配的な役割を果たします。反強磁性は、MN合金によるFCC相の安定性の向上の主な理由として認識されています。

Impacts of Mn alloying on lattice stabilities, magnetic properties, electronic structures of the bcc and fcc phases and the fcc→bcc phase transition in Fe16-xMnx (x = 0, 1 and 2) alloys are studied by first-principles calculations. Results show that the doped Mn atom prefers ferromagnetic and antiferromagnetic interaction with the host Fe atoms in the bcc and fcc phases, respectively. In these two phases, the magnetic moment of Mn is smaller and larger than Fe, respectively. The local moment of Fe is decided by the Fe-Mn distance in the bcc phase, whereas in the fcc phase, it is determined by spatial orientation with Mn. In the different phases, Mn prefers different site occupations, which can be understood from the electronic density of states near Fermi energy, implying a possibility of element redistribution during phase transition. The driving force of phase transition decreases with Mn alloying. Both destabilized bcc phase and stabilized fcc phase contribute to the inhibited phase transition, but the latter plays a dominant role. Antiferromagnetism is recognized as the key reason for the enhanced stability of the fcc phase by Mn alloying.