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Competition between Magnetic Structures in the Fe-Rich FCC FeNi Alloys

机译：Fe-FCC FeNi合金中磁性结构之间的竞争

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摘要

We report on the results of a systematic ab initio study of the magnetic structure of Fe rich fcc FeNi binary alloys for Ni concentrations up to 50 at. %. Calculations are carried out within density-functional theory using two complementary techniques, one based on the exact muffin-tin orbital theory within the coherent potential approximation and another one based on the projector augmented-wave method. We observe that the evolution of the magnetic structure of the alloy with increasing Ni concentration is determined by a competition between a large number of magnetic states, collinear as well as noncollinear, all close in energy. We emphasize a series of transitions between these magnetic structures, in particular we have investigated a competition between disordered local moment configurations, spin spiral states, the double layer antiferromagnetic state, and the ferromagnetic phase, as well as the ferrimagnetic phase with a single spin flipped with respect to all others. We show that the latter should be particularly important for the understanding of the magnetic structure of the Invar alloys.
机译：我们报告了富铁的fcc FeNi二元合金的磁性结构从头开始研究的结果，其中Ni的浓度最高为50 at。 ％。在密度泛函理论中，使用两种互补技术进行计算，一种基于相干势近似内的精确松饼-锡轨道理论，另一种基于投影仪增强波方法。我们观察到，随着Ni浓度的增加，合金的磁性结构的演化是由大量的，处于共线态和非共线态的磁态之间的竞争所决定的，这些竞争态都在能量上接近。我们强调了这些磁性结构之间的一系列过渡，特别是研究了无序局部矩构型，自旋螺旋态，双层反铁磁态和铁磁相之间的竞争，以及单次自旋翻转的亚铁磁相之间的竞争。相对于其他所有人。我们表明，后者对于理解因瓦合金的磁性结构尤为重要。

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