First-principles investigations of reference states of Co₂CrIn Heusler alloys

Abstract

In order to identify the reasons for the differences between the available theoretical and experimental values of the total magnetic moment of Co₂CrIn Heusler alloy, in this work we studied the effects of various magnetic reference states on the magnetic and electronic properties of the alloys by means of ab initio and Monte Carlo methods. It is shown that the calculated ground state in the L2₁ phase is ferromagnetic. However, the values for both lattice parameter and magnetic moment calculated for the ferrimagnetic state, where the Cr atoms are ordered antiferromagnetically, are found to be in good agreement with the available experimental data. It is shown that the half-metallic behavior is realized only in the case of the ferromagnetic order. By using the calculated exchange coupling parameters in the Heisenberg Hamiltonian, the temperature dependences of magnetization were simulated. Для выяснения причины различий между имеющимися теоретическими и экспериментальными значениями полного магнитного момента сплава Гейслера Co₂CrIn в данной работе было изучено влияние различных основных магнитных состояний на магнитные и электронные свойства сплавов с помощью ab initio и Монте-Карло методов. Показано, что вычисленное основное состояние в фазе L2₁ является ферромагнитным. Однако равновесные значения как параметра решетки, так и магнитного момента, рассчитанные для ферримагнитного состояния, где атомы Cr упорядочены антиферромагнитно, находятся в хорошем согласии с имеющимися экспериментальными данными. Показано, что полуметаллическое поведение реализуется только в случае ферромагнитного упорядочения. Используя рассчитанные параметры обменного взаимодействия в гамильтониане Гейзенберга, были смоделированы температурные зависимости намагниченности. Ключевые