磁性材料作用于化学无序和热磁波动的调控

磁性随机固溶体代表了一大类从因瓦合金到多组分磁性高熵合金等重要晶体材料。他们同时存在化学无序和热磁波动，并与晶格振动耦合，在很大程度上调控了材料的热力学性质和相位稳定性，是新材料计算设计的关键参数。因此模拟磁性随机固溶体中的晶格振动时，有必要同时考虑磁波动和化学无序两个因素的影响，但目前还没有这样的晶格振动计算模拟。来自日本、德国和荷兰的Yuji Ikeda及其同事，基于第一原理，将有序磁系统方法与已有无序材料近似方法结合起来，同时考虑了由磁激发和由化学无序两种因素引起的力常数波动；开发了一种数值方法预测零上温区无序磁性固溶体的原子振动。准确地预测了温度升高时Fe-Pd和Fe-Pt 因瓦两种合金中横向声学模式的异常声子硬化。他们发现这种在传统谐波图像中无法解释的奇特行为，竟然是热磁波动的结果。这一方法既可直接为已有材料的物理行为提供新解释，也可为新材料的计算设计提供新方法。