Электронный механизм спонтанной магнитострикции в слоистой системе Mn₂–xFexAs₀,₅P₀,₅

Abstract

На основе спин-флуктуационного подхода и расчетов из первых принципов электронной структуры проведен анализ механизма возникновения спонтанной магнитострикции, сопровождающей магнитные фазовые переходы первого рода ферромагнетизм–парамагнетизм в магнитокалорической системе Mn₂xFexAs₀,₅P₀,₅. При моделировании электронной структуры парамагнитной фазы состоянием с разупорядоченными локальными магнитными моментами показано, что основной вклад в возникновение гигантской анизотропной магнитострикции связан с разрушением локальных магнитных моментов железа в слоях с тетраэдрическим анионным окружением. На основе анализа вычислительных экспериментов установлено, что разрушение локальных магнитных моментов железа в парамагнитной фазе при сохранении локальных магнитных моментов марганца является следствием исчезновения дальнего ферромагнитного порядка в d-электронной подсистеме марганца.

На основі спін-флуктуаційного підходу і розрахунків з перших принципів електронної структури прове-дено аналіз механізму виникнення спонтанної магнітострикції, яка супроводжуює магнітні фазові переходи першого роду феромагнетизм–парамагнетизм в магнітокалорічній системі Mn₂-xFexAs₀,₅P₀,₅. При моделюванні електронної структури парамагнітної фази станом із розупорядкованими локальними магнітними моментами показано, що основний вклад у виникнення велетенської анізотропної магнітострикції пов'язаний з руйнуванням локальних магнітних моментів заліза в шарах з тетраедричним аніонним оточенням. На основі аналізу обчислювальних експериментів встановлено, що руйнування локальних магнітних моментів заліза в парамагнітній фазі при збереженні локальних магнітних моментів марганцю є наслідком зникнення далекого феромагнітного порядку в d-електронній підсистемі марганцю.

Based on the spin-fluctuation approach and the first-principles calculations of electronic structure, the me-chanism of spontaneous magnetostriction accompany-ing the first order ferromagnetism–paramagnetism tran-sitions in the Mn₂-xFexAs₀,₅P₀,₅ magnetocaloric system are analyzed. When simulating the electronic structure of paramagnetic phase by the state with disordered local moments, it was shown that the main contribution to the emergence of a giant anisotropic magnetostriction was associated with the destruction of local magnetic mo-ments of iron in the layers with tetrahedral anion envi-ronment. Relying on the analysis of numerical experi-ments it was established that the destruction of the local magnetic moments of Fe in the paramagnetic phase with the local Mn magnetic moments conserved was a con-sequence of disappearance of the long-range ferromag-netic order in the d-electron subsystem of manganese.