AkaiKKRでL12構造Ni3Mnの格子定数

AkaiKKRを用いてL12構造のNi3Mnの全エネルギーを格子定数を変化させながら計算しました。

001_2015062210034936e.png

Fig.1: L12構造のNi3Mnの結晶構造(VESTAにより描画)。面心位置(グレー)がニッケル、頂点位置(紫)がマンガン。



L12構造Ni3Mn


Ni3MnはL12構造を取る強磁性金属で、格子定数はa=3.6Å程度です。
今回はAkaiKKR(machikaneyama)を用いて格子定数と全エネルギーの関係を調べます。

シェルスクリプトを用いて、入力ファイルのテンプレートから連続的にAkaiKKRの入力ファイルを作成することにします。以下に示すのが、入力ファイルのテンプレートです。

c-----------------------L12Ni3Mn-----------------------------
go data/L12Ni3Mn_ABOHR
c------------------------------------------------------------
c brvtyp a c/a b/a alpha beta gamma
sc ABOHR , , , , , ,
c------------------------------------------------------------
c edelt ewidth reltyp sdftyp magtyp record
0.001 2.0 sra gga91 mag 2nd
c------------------------------------------------------------
c outtyp bzqlty maxitr pmix
update 8 200 0.023
c------------------------------------------------------------
c ntyp
2
c------------------------------------------------------------
c type ncmp rmt field mxl anclr conc
Ni 1 1 0.0 2 28 100
Mn 1 1 0.0 2 25 100
c------------------------------------------------------------
c natm
4
c------------------------------------------------------------
c atmicx atmtyp
0 0 0 Mn
0 1/2 1/2 Ni
1/2 0 1/2 Ni
1/2 1/2 0 Ni
c------------------------------------------------------------


これを以下のシェルスクリプトで連続的に実行させます。

#!/bin/csh -f

## *** フォルダ構造 ***
## Ni3Mn/─┬─analysis/
## ├─in/
## ├─out/
## ├─data/
## ├─template/─L12Ni3Mn_Template.in
## ├─L12Ni3Mn.sh
## └─L12Ni3Mn-Result.sh


## *** OpenMPの設定 ***
setenv OMP_STACKSIZE 20M
limit stacksize unlimited
setenv OMP_NUM_THREADS 4

## *** プロジェクト名 ***
set PROJECT="L12Ni3Mn"
## ポテンシャルファイル名
set POTENTIAL=${PROJECT}

## *** 格子定数のリスト ***
set ABOHR_LIST=( 7.4 7.3 7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2 6.1 6.0 )

## *** 繰り返し計算 ***
foreach ABOHR ( ${ABOHR_LIST} )
if ( ! -e data/${POTENTIAL}_${ABOHR} ) then ## ポテンシャルがなければコピー
if ( -e data/${POTENTIAL} ) then
cp data/${POTENTIAL} data/${POTENTIAL}_${ABOHR}
endif
endif
## 自己無撞着計算
sed 's/'ABOHR'/'${ABOHR}'/g' template/${PROJECT}_Template.in > in/${PROJECT}_${ABOHR}.in
specx < in/${PROJECT}_${ABOHR}.in > out/${PROJECT}_${ABOHR}.out
## 次回の初期ポテンシャルをコピー
cp data/${POTENTIAL}_${ABOHR} data/${POTENTIAL}
end


結果と議論


以下に計算結果を示します。


002_2015062210034930b.png
Fig.2: 格子定数と全エネルギーの関係

003_201506221003480e9.png
Fig.3: 格子定数と局所モーメントの関係


格子定数は a=6.8Bohr 程度とわかりました。1原子あたりの局所モーメントはニッケルよりもマンガンの方が大きく、全磁気モーメントのほとんどをマンガンがもっているような結果となりました。これがあってるのかは私は知りません。

関連エントリ




参考URL




付録


このエントリで使用したAkaiKKRの入力ファイルやシェルスクリプトを添付します。ファイル名末尾の".txt"を削除して、"_"を"."に変更すれば使えるはずです。(参考:ねがてぃぶろぐの付録)


参考文献/使用機器




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