Structure and magnetism of mixed 3d/4d and 3d/5d systems: an ab initio study from macroscopic alloys to nanoparticles
Structure et magnétisme de systèmes mixtes 3d/4d et 3d/5d : une étude ab initio des alliages macroscopiques aux nanoparticules
Résumé
Various mixed Co/Rh and Co/Pt systems from the macroscopic surface and bulk alloys down to the small nanoclusters have been studied within the density functional theory. Co atoms generally induces significantly enhanced magnetic moments at their 4d/5d neighbors, while they retain their magnetic moment even in an highly mixed environment, leading to substantial average moments in good agreement with earlier experiments. The respective influences of alloying and reduced coordination effects are discussed. Emphasis is given to the determination of the strong interplay between structure, chemical order and magnetic properties. The oscillating RKKY-like character of the Co-induced moments, combined to their significant enhancement at the surface, leads to a particularly complex magnetic pattern. The Co doping effect appears to be the most efficient for large, low-magnetic 4d/5d particles, even if in this case small antiparallel induced moments may slightly moderate the magnetic enhancement.
Divers systèmes mixtes Co/Rh et Co/Pt, des alliages macroscopiques massifs et de surface jusqu'aux nanoparticules, ont été étudiés dans le cadre théorique de la fonctionnelle de la densité. Tandis qu'ils conservent un moment magnétique élevé même dans un environnement fortement mixte, les atomes Co induisent en général des moments notablement exaltés sur leurs voisins 4d/5d, menant à des moments moyens importants en bon accord avec l'expérience. Nous analysons l'influence respective des effets d'alliage et de coordinence réduite, ainsi que la forte corrélation entre structure, ordre chimique et propriétés magnétiques. Le caractère oscillant de type RKKY des moments induits, nettement amplifiés à la surface, conduit à une distribution complexe des moments magnétiques. Le dopage en Co s'avère particulièrement efficace pour les grosses particules 4d/5d, peu ou pas magnétiques, même si la présence de moments induits antiparallèles peut alors modérer légèrement l'exaltation magnétique.
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