Влияние структурного беспорядка и ближнего порядка на электронную структуру и магнитные свойства сплава Гейслера Fe$_2$VAl

Сплав Гейслера Fe$_2$VAl представляет значительный интерес для исследователей, поскольку теоретические первопринципные расчеты предсказывали для него отсутствие намагниченности и полуметаллическое поведение с псевдощелью на уровне Ферми. С другой стороны, экспериментальные данные (низкотемпературная теплоемкость, электросопротивление и магнитные свойства) показывали, что достичь таких характеристик сложно, и зачастую образцы Fe$_2$VAl проявляют характеристики плохого магнитного металла. В работе представлены результаты первопринципных расчетов для упорядоченного и неупорядоченного сплава Гейслера (Fe$_{1-x}$V$_x)_3$Al при $x=0.33$. Показано, что в структурно-упорядоченном состоянии (структура L2$_1$) сплав является полуметаллом с глубокой псевдощелью на уровне Ферми, не обладает намагниченностью. В то же время дефекты типа антисайт в подрешетках железа и ванадия неупорядоченного сплава (структура D0$_3$) приводят к росту проводимости, появлению спиновой поляризации и намагниченности $2.1\pm0.1\,\mu_{\text{B}}$/f.u. Ближний порядок в неупорядоченной фазе генерировался увеличением концентрации кластеров, характерных для ОЦК-структуры $\alpha$-Fe, что привело к росту намагниченности до $2.5\pm0.1\mu_{\text{B}}$/f.u.