J 2013

Ab initio study of thermodynamic, electronic, magnetic, structural, and elastic properties of Ni4N allotropes

HEMZALOVÁ, Pavlína, Martin FRIÁK, Mojmír ŠOB, D. MA, A. UDYANSKY et. al.

Základní údaje

Originální název

Ab initio study of thermodynamic, electronic, magnetic, structural, and elastic properties of Ni4N allotropes

Autoři

HEMZALOVÁ, Pavlína (203 Česká republika, garant, domácí), Martin FRIÁK (203 Česká republika, domácí), Mojmír ŠOB (203 Česká republika, domácí), D. MA (276 Německo), A. UDYANSKY (276 Německo), D. RAABE (276 Německo) a J. NEUGEBAUER (276 Německo)

Vydání

Physical Review B, American Physical Society, 2013, 1098-0121

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10302 Condensed matter physics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 3.664

Kód RIV

RIV/00216224:14740/13:00066530

Organizační jednotka

Středoevropský technologický institut

UT WoS

000326819300001

Klíčová slova anglicky

Ab initio; properties of Ni4N; crystallophic phases;

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 4. 4. 2014 09:44, Olga Křížová

Anotace

V originále

We have employed parameter-free density functional theory calculations to study the thermodynamic stability and structural parameters as well as elastic and electronic properties of Ni4N in eight selected crystallographic phases. In agreement with the experimental findings, the cubic structure with Pearson symbol cP5, space group Pm3m (221) is found to be the most stable and it is also the only thermodynamically stable structure at T = 0 K with respect to decomposition to the elemental Ni crystal and N2 gas phase. We determine structural parameters, bulk moduli, and their pressure derivatives for all eight allotropes. The thermodynamic stability and bulk modulus is shown to be anticorrelated. Comparing ferromagnetic and nonmagnetic states, we find common features between the magnetism of elemental Ni and studied ferromagnetic Ni4N structures. For the ground-state Ni4N structure and other two Ni4N cubic allotropes, we predict a complete set of single-crystalline elastic constants (in the equilibrium and under hydrostatic pressure), the Young and area moduli, as well as homogenized polycrystalline elastic moduli obtained by different homogenization methods.We demonstrate that the elastic anisotropy of the ground-state Ni4N is qualitatively opposite to that in the elemental Ni, i.e., these materials have hard and soft crystallographic directions interchanged. Moreover, one of the studied metastable cubic phases is found auxetic, i.e., exhibiting negative Poisson ratio.

Návaznosti

ED1.1.00/02.0068, projekt VaV
Název: CEITEC - central european institute of technology
GD106/09/H035, projekt VaV
Název: Víceúrovňový design pokrokových materiálů
Investor: Grantová agentura ČR, Víceúrovňový design pokrokových materiálů
LD12037, projekt VaV
Název: Studium bimetalických magnetických klastrů a nanodrátů z prvních principů (Akronym: BIMETAL)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Studium bimetalických magnetických klastrů a nanodrátů z prvních principů