Ab initio study of Co and Ni under uniaxial and biaxial loading and in epitaxial overlayers

ZELENÝ, Martin, Dominik LEGUT and Mojmír ŠOB. Ab initio study of Co and Ni under uniaxial and biaxial loading and in epitaxial overlayers. Physical Review B. USA: The American Physical Society, 2008, vol. 77, No 22, p. 224105-224115. ISSN 1098-0121.

Basic information

• Original name: Ab initio study of Co and Ni under uniaxial and biaxial loading and in epitaxial overlayers
• Name in Czech: Studium kobaltu a niklu při jednoosém a dvouosém zatěžování a v epitaxních vrstvách
• Authors: ZELENÝ, Martin (203 Czech Republic), Dominik LEGUT (203 Czech Republic) and Mojmír ŠOB (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution).
• Edition: Physical Review B, USA, The American Physical Society, 2008, 1098-0121.

Other information

• Original language: English
• Type of outcome: Article in a journal
• Field of Study: 10302 Condensed matter physics
• Country of publisher: United States of America
• Confidentiality degree: is not subject to a state or trade secret
• Impact factor: Impact factor: 3.322
• RIV identification code: RIV/00216224:14310/08:00024426
• Organization unit: Faculty of Science
• UT WoS: 000262245200021
• Keywords in English: electronic structure; uniaxial loading; biaxial loading; thin films
• Tags: biaxial loading, electronic structure, thin films, uniaxial loading
• Tags: International impact, Reviewed

Abstract

A detailed theoretical study of structural and magnetic behaviors of cubic cobalt and nickel along the bcc-fcc (Bain) transformation paths as well as of hcp cobalt and nickel loaded uniaxially along the (0001) direction at various atomic volumes is presented. Stability of possible ferromagnetic phases of bcc nickel is analyzed. The calculated contour plots of total energy are used to explain and predict the lattice parameters and magnetic states of tetragonal and hcp cobalt and nickel overlayers on various (001) or (111) substrates, respectively. In case of tetragonally deformed structures, the stresses needed to keep the thin films coherent with the substrates are also determined and all Co and Ni overlayers on (001) cubic substrates are predicted to be ferromagnetic. It is shown that the lattice parameters of Co and Ni overlayers may be very well understood in terms of properties of appropriately deformed bulk Co and Ni.

Abstract (in Czech)

Je presentována teoretická studie strukturních a magnetických změn kubického kobaltu a niklu podél Bainovy transformační dráhy a hexagonálního kobaltu a niklu deformovaného podél osy (0001). Je analyzována stabilita možných feromagnetických fází bcc niklu. Vypočtené vrstevnicové grafy totálních energií jsou použity k vysvětlení a k předpovědi mřížkových parametrů a magnetických stavů tetragonálních a hexagonálních tenkých vrstev kobaltu a niklu na různých substrátech s geometrií (001) a (111). U tetragonálních filmů jsou vypočtena napětí nutná k udržení koherence filmu se substrátem a je ukázáno, že všechny tenké vrstvy kobaltu a niklu na kubických substrátech s geometrií (001) jsou feromagnetické. Z výsledků vyplývá, že mřížkové parametry tenkých vrstev kobaltu a niklu mohou být velmi dobře vysvětleny na základě vlastností vhodně deformovaného kompaktního materiálu.

Links

• GA202/06/1509, research and development project: Name: Teoretické studium struktury a magnetických vlastností vnitřních rozhraní v kovových materiálech

Investor: Czech Science Foundation, Theoretical studies of structure and magnetic properties of internal interfaces in metallic materials

• GD106/05/H008, research and development project: Name: Víceúrovňový design pokrokových materiálů

Investor: Czech Science Foundation, Multiscale design of advanced materials

• MSM0021622410, plan (intention): Name: Fyzikální a chemické vlastnosti pokročilých materiálů a struktur

Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Physical and chemical properties of advanced materials and structures