journal Вестник Объединенного института высоких температур Вестник ОИВТ РАН 2658-669X ОИВТ РАН 105 Влияние учета спиновой поляризации на textit{ab initio} расчеты теплового расширения твердого железа Accounting for spin polarization in textit{ab initio} calculations of thermal expansion of solid iron Galtsov I.S. ОИВТ РАН Minakov D.V. ОИВТ РАН Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia Объединенный институт высоких температур РАН (Москва, Россия) Москва, Россия Joint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences (Moscow, Russia) Moscow, Russia 21 02 2023 8 3 13 17

В данной работе мы исследуем влияние спиновой поляризации на описание теплового расширения твердого железа в рамках подхода квантовой молекулярной динамики. Данные о зависимости плотности от температуры при атмосферном давлении представлены на основе расчетов как с учетом, так и без учета спиновой поляризации. Приведено сравнение с экспериментальными данными. Особое внимание уделено зависимости термодинамических и магнитных свойств твердого железа от начального распределения магнитных моментов атомов и типа кристаллической решетки.

In this work we study the influence of spin polarization on thermal expansion of solid iron in the framework of quantum molecular dynamics approach. The dependence of density on temperature for solid iron is reconstructed both with and without taking spin polarization into account. Comparison with experimental data is presented. Special attention is paid to the dependence of thermodynamic and magnetic properties of solid iron on the initial distribution of magnetic moments and the type of crystal lattice.

 Квантовая молекулярная динамика спиновая поляризация железо тепловое расширение точка Кюри Quantum molecular dynamics spin polarization thermal expansion iron Curie point Kadatskiy M. A., Khishchenko K. V. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2016. — Vol. 774. — P. 012005 Kadatskiy M. A., Khishchenko K. V. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2016. — Vol. 774. — P. 012005 Zhang H., Lu S., Punkkinen M. P. J., Hu Q. M., Johansson B., Vitos L. // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 82. — No. 13. — P. 132409 Zhang H., Lu S., Punkkinen M. P. J., Hu Q. M., Johansson B., Vitos L. // Phys. Rev. B. — 2010. — Vol. 82. — No. 13. — P. 132409 Basinski Z. S., Hume-Rothery W., Sutton A. L. // Proc. R. Soc. A. — 1955. — Vol. 229. — P. 459–67 Basinski Z. S., Hume-Rothery W., Sutton A. L. // Proc. R. Soc. A. — 1955. — Vol. 229. — P. 459–67 Korell J. A., French A., Steinle-Neumann G., Redmer R. // Phys. Rev. Lett. — 2019. — Vol. 122. — P. 086601 Korell J. A., French A., Steinle-Neumann G., Redmer R. // Phys. Rev. Lett. — 2019. — Vol. 122. — P. 086601 cadlo L. V., Alfè D., Gillan M., Price G. // Phys. Earth Planet. Inter. — 2003. — Vol. 140. — No. 1. — P. 101–125 cadlo L. V., Alfè D., Gillan M., Price G. // Phys. Earth Planet. Inter. — 2003. — Vol. 140. — No. 1. — P. 101–125 Vo cadlo L., Alfè D., Gillan M. J., Wood I. G., Brodholt J. P., Price G. D. // Nature. — 2003. — Vol. 424. — No. 6948. — P. 536–539 Vo cadlo L., Alfè D., Gillan M. J., Wood I. G., Brodholt J. P., Price G. D. // Nature. — 2003. — Vol. 424. — No. 6948. — P. 536–539 Belonoshko A. B., Rosengren A., Burakovsky L., Preston D. L., Johansson B. // Phys. Rev. B. — 2009. — Vol. 79. — No. 22. — P. 220102 Belonoshko A. B., Rosengren A., Burakovsky L., Preston D. L., Johansson B. // Phys. Rev. B. — 2009. — Vol. 79. — No. 22. — P. 220102 Belonoshko A. B., Arapan S., Rosengren A. // J. Phys.: Condens. Matter. — 2011. — Vol. 23. — No. 48. — P. 485402 Belonoshko A. B., Arapan S., Rosengren A. // J. Phys.: Condens. Matter. — 2011. — Vol. 23. — No. 48. — P. 485402 Barth U. V., Hedin L. // J. Phys. C: Solid State Phys. — 1972. — Vol. 5. — P. 1629–42 Barth U. V., Hedin L. // J. Phys. C: Solid State Phys. — 1972. — Vol. 5. — P. 1629–42 Abrikosov I. A., Ponomareva A. V., Steneteg P., Barannikova S. A., Alling B. // Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. — 2016. — Vol. 20. — P. 85–106 Abrikosov I. A., Ponomareva A. V., Steneteg P., Barannikova S. A., Alling B. // Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. — 2016. — Vol. 20. — P. 85–106 Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B. — 1993. — Vol. 47. — P. 558–61 Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B. — 1993. — Vol. 47. — P. 558–61 Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B. — 1993. — Vol. 49. — P. 14251–69 Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B. — 1993. — Vol. 49. — P. 14251–69 Kresse G., Furthmüller J. // Phys. Rev. B. — 1996. — Vol. 54. — P. 11169–86 Kresse G., Furthmüller J. // Phys. Rev. B. — 1996. — Vol. 54. — P. 11169–86 Kresse G., Furthmüller J. // Comput. Mater. Sci. — 1996. — Vol. 6. — P. 15–50 Kresse G., Furthmüller J. // Comput. Mater. Sci. — 1996. — Vol. 6. — P. 15–50 Blöchl P. E. // Phys. Rev. B. — 1994. — Vol. 50. — P. 17953–79 Blöchl P. E. // Phys. Rev. B. — 1994. — Vol. 50. — P. 17953–79 Mermin. N. D. // Phys. Rev. — 1965. — Vol. 137. — P. A1441–3 Mermin. N. D. // Phys. Rev. — 1965. — Vol. 137. — P. A1441–3 Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. — 1996. — Vol. 77. — P. 3865 Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. — 1996. — Vol. 77. — P. 3865 Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. — 1997. — Vol. 78. — P. 1396 Perdew J. P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. — 1997. — Vol. 78. — P. 1396 Baldereschi A. // Phys. Rev. B. — 1997. — Vol. 7. — P. 5212—5 Baldereschi A. // Phys. Rev. B. — 1997. — Vol. 7. — P. 5212—5 Monkhorst H. J., Pack J. D. // Phys. Rev. B. — 1976. — Vol. 13. — P. 5188–92 Monkhorst H. J., Pack J. D. // Phys. Rev. B. — 1976. — Vol. 13. — P. 5188–92 Nosé S. // Prog. Theor. Phys. Suppl. — 1991. — Vol. 103. — P. 1–46 Nosé S. // Prog. Theor. Phys. Suppl. — 1991. — Vol. 103. — P. 1–46 Danan H., Herr A., Meyer A. J. P. // Journal of Applied Physics. — 1968. — Vol. 39. — No. 2. — P. 669–670 Danan H., Herr A., Meyer A. J. P. // Journal of Applied Physics. — 1968. — Vol. 39. — No. 2. — P. 669–670 Gyorffy B., Pindor A., Staunton J., Stocks G., Winter H. // Journal of Physics F: Metal Physics. — 1985. — Vol. 15. — No. 6. — P. 1337 Gyorffy B., Pindor A., Staunton J., Stocks G., Winter H. // Journal of Physics F: Metal Physics. — 1985. — Vol. 15. — No. 6. — P. 1337 Gambino D., Arale Brännvall M., Ehn A., Hedström Y., Alling B. // Phys. Rev. B. — 2020. — Vol. 102. — No. 1. — P. 014402 Gambino D., Arale Brännvall M., Ehn A., Hedström Y., Alling B. // Phys. Rev. B. — 2020. — Vol. 102. — No. 1. — P. 014402 Minakov D. V., Paramonov M. A., Levashov P. R. // AIP Adv. — 2018. — Vol. 8. — P. 125012 Minakov D. V., Paramonov M. A., Levashov P. R. // AIP Adv. — 2018. — Vol. 8. — P. 125012 Touloukian Y. Thermal Expansion: Metallic Elements and Alloys. — : Springer US, 1975 Touloukian Y. Thermal Expansion: Metallic Elements and Alloys. — : Springer US, 1975 Kozlovskii Y. M., Stankus S. V. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2019. — Vol. 1382. — P. 012181 Kozlovskii Y. M., Stankus S. V. // J. Phys.: Conf. Ser. — 2019. — Vol. 1382. — P. 012181