Особенности фазовой стабильности и электронной структуры сплавов Гейслера Ti2VZ (Z = Al, As, Ga, Ge, In, P, Sb, Si, Sn)

Аннотация

Исследованы химическая стабильность, структурные, магнитные и электронные свойства сплавов Ti2VZ (Z = Al, As, Ga, Ge, In, P, Sb, Si, Sn) с использованием методов теории функционала плотности. Установлено, что все соединения термодинамически стабильны, причем их устойчивость коррелирует с концентрацией валентных электронов (e/a) и уменьшается для более тяжелых элементов. Магнитные свойства зависят от состава и степени тетрагональности: в кубической фазе рост e/a снижает намагниченность, тогда как деформация решетки ее усиливает. Полуметаллическое поведение с 100 % спиновой поляризацией обнаружено при e/a = 4 и 4,25, а для Ti2VSb (e/a = 4,5) выявлено полупроводниковое состояние с узкой щелью (~0,1 эВ). Результаты согласуются с расчетами на основе функционала PBE и демонстрируют преимущества SCAN-функционала для точного описания сложных сплавов