- Fe-Al 전이금속 화합물의 자성과 결정구조의 상관관계에 대한 밀도범함수연구
- ㆍ 저자명
- 윤원석,김인기,Yun. Won-Seok,Kim. In-Gee
- ㆍ 간행물명
- 韓國磁氣學會誌
- ㆍ 권/호정보
- 2011년|21권 2호|pp.43-47 (5 pages)
- ㆍ 발행정보
- 한국자기학회
- ㆍ 파일정보
- 정기간행물| PDF텍스트
- ㆍ 주제분야
- 기타
Fe-Al 계의 전이금속 화합물은 구조적 안정성과 자성에 대한 이견이 많은 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 B2, $L1_2$, 및 $D0_3$ 구조를 갖는 Fe-Al 계 화합물의 자성과 원자구조의 상관관계를 논의하기 위해 전전자 총퍼텐셜선형보강평면파(all-electron fullpotential linearized augmented plane wave; FLAPW) 방법을 이용하여 일반기울기 근사(generalized gradient approximation; GGA) 하에서 계산하였다. 고려한 모든 구조에서 강자성이 비자성에 비해 안정한 것으로 계산되었다. Fe 원자의 계산된 스핀 자기모멘트는 B2, $L1_2$ 구조에서 각각 0.771 ${mu}_B$, 2.373 ${mu}_B$의 값을 얻었고, $D0_3$ 구조의 Fe(I) 및 Fe(II) 원자들은 각각 2.409 ${mu}_B$, 1.911 ${mu}_B$로 계산 되었다. $Fe_3Al$의 같은 조성을 갖는 $L1_2$와 $D0_3$ 구조간의 안정성을 조사하기 위하여 형성 엔탈피 계산을 통해 강자성 상태에서 16 meV/atom의 에너지 차이로 $D0_3$ 구조가 $L1_2$ 구조보다 더 안정함을 확인하였다. 이 결과는 실험연구와 잘 일치하며, 원자구조와 전자구조의 분석을 통해 구조적 안정성과 자성에 대해 이해하였다.
It is known that the Fe-Al transition metal compounds have a lot of disagreement about structural stability and magnetism. In this study, the correlation between magnetism and atomic structure of ordered $B_2$, $L1_2$, and $D0_3$ structured Fe-Al compounds has been investigated using the all-electron full-potential linearized augmented plane wave (FLAPW) method based on the generalized gradient approximation (GGA). We found that considered all the structures were calculated to be stabilized in a ferromagnetic state. The calculated spin magnetic moments of the Fe atoms for B2 and $L1_2$ structures were 0.771 and 2.373 ${mu}_B$, respectively, and that of Fe(I) and Fe(II) in $D0_3$ structure calculated to be 2.409 ${mu}_B$, 1.911 ${mu}_B$, respectively. In order to investigate structural stability between $L1_2$ and $D0_3$ structures, we performed the formation enthalpy calculations. As a result, the $D0_3$ structure is found to be more favorable than $L1_2 one by energy difference 16 meV/atom, which is well consistent with the experimental observation. We understood about structural stability and magnetism for Fe-Al compounds in terms of analysis of their atomic and electronic structures.