First-principles study on structural, magnetic and electronic properties of EuFe2–xNixAs2 solid solutions

Анотація

За допомогою методу лінеаризації доповненої плоскої хвилі повного потенціалу досліджено основний магнітний стан та властивості електронної структури твердих розчинів EuFe_2–xNi_xAs₂  (x = 0; 0,08; 0,12; 0,20; 0,40; 2,0). Результати досліджень показують, що заміщення атомів Ni має суттєвий вплив на структурні та електронні властивості, магнітний основний стан EuFe₂As₂.  При заміщенні 10% атомів Fe на атоми Ni спостерігається орторомбічно-тетрагональна дисторсія. Водночас зі збільшенням концентрації Ni густина станів (DOS) на рівні Фермі ( E_F ) зменшується, що означає, що електронний стан стає більш стабільним. У сплавах з x = 0,20 та 0,40 часткова DOS як для атомів Eu, так і Fe, а також їх сильна спінова поляризація демонструють внесок навколо E_F, що домінує. Для x > 0,12 спостерігається сильніше міжзонне розсіювання, про що свідчить велика кількість перетинів електронних зон поблизу E_F . Багатошарова структура проявляється топологіями поверхні Фермі у всіх досліджених сполуках. Функції локалізації електронів показують металеві та ковалентні зв’язки в EuFe₂As₂, EuFe_1.6Ni_0.4As₂, та EuNi₂As₂, причому зв’язки в EuFe₂As₂ є найбільш ковалентними.