Влияние давления на магнитные свойства соединений YNi₅, LaNi₅ и CeNi₅

Abstract

Проведено исследование влияния давления на электронную структуру и магнитные свойства соединений YNi₅, LaNi₅ и CeNi₅. Для этих систем установлены высокие значения магнитообъемного эффекта для магнитной восприимчивости χ в области низких температур, d ln χ/d ln V≃4–7. Данные экспериментов и результаты расчетов «из первых принципов» электронной структуры и парамагнитных вкладов в восприимчивость указывают на близость соединений YNi₅, LaNi₅ и CeNi₅ к квантовой критической точке. Установлено, что в этих обменно-усиленных парамагнетиках орбитальный вклад Ван Флека в магнитную восприимчивость составляет 15–20% и должен учитываться при описании экспериментальных значений χ и d ln χ/d ln V. Результаты расчетов индуцированных магнитным полем моментов для атомов в элементарной ячейке YNi₅ демонстрируют неоднородное распределение плотности намагниченности и нетривиальную конкуренцию спиновых и орбитальных моментов.

Проведено дослідження впливу тиску на електронну структуру і магнітні властивості сполук YNi₅, LaNi₅ і CeNi₅. Для цих систем встановлено високі значення магнітооб'ємного ефекту для магнітної сприйнятливості χ в області низьких температур, d ln χ/d ln V≃4–7. Дані експериментів і результати розрахунків «з перших принципів» електронної структури і парамагнітних вкладів в сприйнятливість вказують на близькість сполук YNi₅, LaNi₅ і CeNi₅ до квантової критичної точки. Встановлено, що в цих обміннопосилених парамагнетиках орбітальний вклад Ван Флека в магнітну сприйнятливість складає 15–20% і повинен враховуватися при описі експериментальних значень χ та d ln χ/d ln V. Результати розрахунків індукованих магнітним полем моментів для атомів в елементарній комірці YNi₅ демонструють неоднорідний розподіл щільності намагніченості і нетривіальну конкуренцію спінових та орбітальних моментів.

The pressure effect on electronic structure and magnetic properties of YNi₅, LaNi₅ and CeNi₅ compounds is studied. For these systems high values of the magnetovolume effect for magnetic susceptibility χ, d lnχ / d lnV≃4–7, are obtained at low temperatures. The experimental data and ab initio calculated results of electronic structure and paramagnetic contributions to susceptibility indicate a close proximity of YNi₅, LaNi₅ and CeNi₅ to the quantum critical point. It is found that in these exchange-enhanced itinerant paramagnets the orbital Van Vleck contribution to susceptibility amounts to 15–20% and should be taken into account for description of experimental χ and d lnχ / d lnV values. The calculated spin and orbital paramagnetic moments, induced by an external magnetic field for atoms in the YNi₅ unit cell, demonstrate a nonuniform distribution of magnetization density and nontrivial competition between spin and orbital moments.