Магнитное строение и упругие свойства гидрогенизированного пермаллоя при давлениях ядра Земли. Интерпретация эксперимента

Abstract

Посредством спин-поляризованных расчетов электронной структуры из первых принципов изучены электронная структура и магнитные свойства кристаллографически упорядоченного гидрогенизированного пермаллоя при экстремальных давлениях ядра Земли. Как в высоком, так и в низком пределе концентрации водорода эти упорядоченные твердые растворы сохраняют явное ферромагнитное упорядочение вплоть до полуторакратного объемного сжатия, по меньшей мере, при нулевой температуре, хотя с увеличением концентрации H происходит падение намагниченности во всем интервале давлений. Упругие характеристики этих интерметаллидов изучаются с целью сопоставления расчетных значений скоростей звуковых волн со значениями наблюдаемых скоростей сейсмических волн, распространяющихся через внутреннее ядро. Предпринята попытка оценить температуры плавления таких соединений при экстремальных давлениях.

За допомогою спін-поляризованих розрахунків електронної структури з перших принципів вивчено електронну структуру і магнетні властивості кристалографічно впорядкованого гідрогенізованого пермалою за екстремальних тисків ядра Землі. Як у високій, так і в низькій границі концентрації водню ці впорядковані тверді розчини зберігають явне феромагнетне впорядкування аж до півторакратного об’ємного стиску, щонайменше, за нульової температури, хоча зі збільшенням концентрації H відбувається падіння намагнетованости у всьому інтервалі тисків. Пружні характеристики цих інтерметалідів вивчаються з метою зіставлення розрахункових значень швидкостей звукових хвиль зі значеннями спостережуваних швидкостей сейсмічних хвиль, що поширюються через внутрішнє ядро. Зроблено спробу оцінити температури топлення таких сполук за екстремальних тисків.

Electronic structure and magnetic properties of the crystallographically ordered hydrogenized permalloy at extreme pressures of the Earth’s core are studied by ab initio spin-polarized calculations. Both in high and low hydrogen-concentration limits, these ordered solid solutions keep pronounced ferromagnetic alignment up to sesquifold volume compression, at least, at zero temperature, although, with increasing H concentration, the magnetization decreases in a whole pressure range. The elastic characteristics of these intermetallics are studied with the goal to compare the values of calculated velocities of sound waves with the values of observed velocities of seismic waves propagating through the inner core. An attempt is made to estimate the melting temperatures of such compounds at the extreme pressures.