Study on magnetic structure analysis and modeling in the nano twin boundary of magnetic shape memory alloy

磁性形状记忆合金纳米孪晶界磁结构分析与建模研究

• 批准号: 21KK0083
• 负责人: 小田 竜樹
• 金额: $ 8.49万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0083/
• 关键词: 磁気形状記憶合金; 磁歪; バリアント; バンド-ヤン-テラー効果; 準粒子自己無撞着GW法(QSGW法); マルテンサイト相; オーステナイト相; マルテンサイト変態; スピン密度汎関数法; ノンコリニア磁性

アクチュエータ等への応用が見込まれる磁気形状記憶合金(Ni-Mn-Ga系等)の記憶現象について、原子サイズでの機構解明を目標に、チェコ共和国実験研究グループとの国際共同研究や日本グループによる理論研究を進めている。昨年度(令和3年度)は(1)Ni-Mn-Ga系で、ハバードモデルのUと密度汎関数法(DFT)を組み合わせた法(DFT＋U法)、および電子局在性を高精度に考慮できるGW法(準粒子自己無撞着GW法：QSGW法)を用いて電子局在の効果について、あるマルテンサイト相(M相)の原子構造や弾性定数が実験値と理論計算値がおおよそ一致する結果が得られることが判明した。具体的Ｕの有効数値は1.8程度で、電子局在効果が重要と考えられる。今年度は以下の研究実績があった。(2)QSGW法は、マルテンサイト変態を特徴づけるバンド-ヤン-テラー効果を明確に証拠付けるものであった。一般化感受率の評価を通して、オーステナイト相(A相)の不安定性の議論から、変調Ｍ相である6M、10M、14Mの各相を理論計算から正当化することに成功した。特に化学量論相においては10Mへ不安定化すると分かり、実験事実を説明できることが明らかになった。(3)電子数および磁気モーメントによる、Ａ相の不安定性の調査を通して、不安定相として出現する相の変調波数ベクトルは、磁気モーメント変化に敏感であり、Mn濃度変化により生じると思慮される小さな磁気モーメント変化により14Ｍが出現し得ることが明らかとなった。(4)金沢大学研究分担者(若手)は、カレル大学に滞在して、実験との比較においてチェコ科学アカデミーの実験研究者と議論を行った。またこの研究者は、チェコ工科大と金沢大の二重学位制度学生と協力し、Ni-Mn-X系(X＝Al,In)でQSGW法での研究を実施して、Ni-Mn-Ga系との相違点を明らかにする研究を実施した。

为了阐明磁性记忆合金（Ni-MN-GA系统等）的机制，预计将应用于执行器等，日本集团正在与日本集团的捷克共和国实验研究小组和理论研究进行国际联合研究，其目的是阐明原子质大小的机制。去年（2021年），发现（1）结合了Hubbard U和密度功能方法（DFT）（DFT）和GW方法（Quasiparticle自偏GW方法：QSGW方法）的Ni-MN-GA系统是（DFT + U方法），可以在高准确的情况下获得电子本地化，从而获得了弹性，该结构可确定，并且可以在弹药范围内获得弹药，从而获得了弹药，并且可以在一个上获得弹药，从而获得了一个序列，该阶段是一个确定的结果，该阶段是一个列出的结果，该阶段是一定的，并且可以确定列出的结果。 （M相）与理论计算值大致相同。 U的特定有效值约为1.8，电子定位的效果被认为很重要。今年，我们拥有以下研究经验：（2）QSGW方法清楚地提供了带有Martensenitic转换的乐队Yang-Terrer效应的证据。通过对广义易感性的评估，我们从理论计算中成功地证明了从理论计算的6M，100M和14M的调制阶段合理的合理性，这是从奥氏体相的不稳定性的讨论（阶段A）的讨论。特别是，在化学计量阶段，发现观察到10m的不稳定，很明显可以解释实验事实。 （3）通过对电子数量和磁矩引起的A期的不稳定性的研究，已经发现该相的调制波数向量似乎是不稳定相对磁矩变化敏感的，而14m可能由于MN浓度变化引起的小磁矩变化而发生14m。 （4）卡纳泽大学的研究人员（年轻）留在卡雷尔大学，并与捷克科学院的实验研究人员讨论了与实验相比。该研究人员还与捷克技术大学和金泽大学双学位系统的学生合作，使用Ni-MN-X系统（X = al，IN）的QSGW方法进行研究，以阐明Ni-MN-GA系统之间的差异。

项目成果

Quasi-particle self-consistent GW (QSGW) calculation in Ni2MnGa

Ni2MnGa 中的准粒子自洽引力场 (QSGW) 计算

• 发表时间: 2021
• 作者: Masao Obata;Takao Kotani;Tatsuki Oda
• 通讯作者: Tatsuki Oda

Electronic structures of quasiparticle self-consistent GW (QSGW) in ferromagnetic Heusler alloys Ni2MnX (X＝Al, Ga, In)

铁磁Heusler合金Ni2MnX（X＝Al、Ga、In）中准粒子自洽GW（QSGW）的电子结构

• 发表时间: 2023
• 作者: Jakub Lustinec;Masao Obata;Ko Hyodo;Takao Kotani;Ladislav Kalvoda;Tatsuki Oda
• 通讯作者: Tatsuki Oda

チェコ科学アカデミー/カレル大学/チェコ工科大学(チェコ)

捷克科学院/查尔斯大学/捷克技术大学（捷克共和国）

Electronic Structures of ferromagnetic Heusler Alloys Ni2MnX (X＝Al, Ga, In) and Magnetic shape memory effect

铁磁Heusler合金Ni2MnX（X＝Al、Ga、In）的电子结构及磁形状记忆效应

• 发表时间: 2023
• 作者: Jakub Lustinec;Masao Obata;Ko Hyodo;Takao Kotani;Ladislav Kalvoda;Tatsuki Oda
• 通讯作者: Tatsuki Oda

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