Fe-Al 전이금속 화합물의 자성과 결정구조의 상관관계에 대한 밀도범함수연구 (Density Functional Study on Correlation between Magnetism and Crystal Structure of Fe-Al Transition Metal Compounds)

서지정보

· 발행기관 : 한국자기학회
· 수록지 정보 : 한국자기학회지 / 21권 / 2호 / 43 ~ 47페이지
· 저자명 : 윤원석, 김인기

초록

Fe-Al 계의 전이금속 화합물은 구조적 안정성과 자성에 대한 이견이 많은 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 B2, L1₂, 및 D0₃구조를 갖는 Fe-Al 계 화합물의 자성과 원자구조의 상관관계를 논의하기 위해 전전자 총퍼텐셜선형보강평면파(all-electron fullpotential linearized augmented plane wave; FLAPW) 방법을 이용하여 일반기울기 근사(generalized gradient approximation;GGA) 하에서 계산하였다. 고려한 모든 구조에서 강자성이 비자성에 비해 안정한 것으로 계산되었다. Fe 원자의 계산된 스핀 자기모멘트는 B2, L1₂구조에서 각각 0.771μ_B, 2.373μ_B의 값을 얻었고, D0₃구조의 Fe(I) 및 Fe(II) 원자들은 각각 2.409 μ_B, 1.911 μ_B로 계산 되었다. (Fe_3)Al의 같은 조성을 갖는 L1₂와 D0₃구조간의 안정성을 조사하기 위하여 형성 엔탈피 계산을 통해 강자성 상태에서 16 meV/atom의 에너지 차이로 D0₃구조가 L1₂구조보다 더 안정함을 확인하였다. 이 결과는 실험연구와 잘 일치하며, 원자구조와 전자구조의 분석을 통해 구조적 안정성과 자성에 대해 이해하였다.

영어초록

It is known that the Fe-Al transition metal compounds have a lot of disagreement about structural stability and magnetism. In this study, the correlation between magnetism and atomic structure of ordered B₂, L1₂, and D0₃structured Fe-Al compounds has been investigated using the all-electron full-potential linearized augmented plane wave (FLAPW) method based on the generalized gradient approximation (GGA). We found that considered all the structures were calculated to be stabilized in a ferromagnetic state. The calculated spin magnetic moments of the Fe atoms for B₂and L1₂structures were 0.771 and 2.373 μ_B, respectively, and that of Fe(I) and Fe(II) in D03 structure calculated to be 2.409 μ_B, 1.911 μ_B, respectively. In order to investigate structural stability between L1₂and D0₃structures, we performed the formation enthalpy calculations. As a result, the D0₃structure is found to be more favorable than L1₂one by energy difference 16 meV/atom, which is well consistent with the experimental observation. We understood about structural stability and magnetism for Fe-Al compounds in terms of analysis of their atomic and electronic structures.

참고자료

· 없음