Study of the Influence of Ferromagnetic Impurity Concentration on Magnetic Properties of Binary Palladium–Cobalt Alloy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A comparative study of the magnetic properties of a palladium–cobalt alloy with an impurity content of up to 0.05 at. % was made using calculations based on the density functional theory and experimental methods. It was found that the alloys had ferromagnetic ordering, which depended on the impurity concentration. At very low concentrations, less than 1 at. %, the magnetic moment per impurity atom can reach 25 µB.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. I. Gumarova

Kazan Federal University

Author for correspondence.
Email: iipiyanzina@kpfu.ru
Russian Federation, Kazan

A. I. Gumarov

Kazan Federal University

Email: iipiyanzina@kpfu.ru
Russian Federation, Kazan

I. V. Yanilkin

Kazan Federal University

Email: iipiyanzina@kpfu.ru
Russian Federation, Kazan

References

  1. Fallot M. // Ann. Phys. 1938. V. 11. P. 291. https://www.doi.org/10.1051/anphys/193811100291
  2. Crangle J. // Philos. Mag. 1960. V. 5. P. 335. https://www.doi.org/10.1080/14786436008235850
  3. Nieuwenhuys G.J. // Adv. Phys. 1975. V. 24. P. 515. https://www.doi.org/10.1080/00018737500101461
  4. Bagguley D.M.S, Robertson J.A. // J. Phys. F: Met. Phys. 1974.V. 4. P. 2282. https://www.doi.org/10.1088/0305-4608/4/12/023
  5. Bagguley D.M.S, Crossley W.A., Liesegang J. // Proc. Phys. Soc. 1967. V. 90. P. 1047. https://www.doi.org/10.1088/0370-1328/90/4/316
  6. Рязанов В.В. // УФН. 1999. Т. 169. С. 920. https://www.doi.org/10.3367/UFNr.0169.199908g.0920
  7. Larkin T.I., Bol’ginov V.V., Stolyarov V.S, Ryazanov V.V., Vernik I.V., Tolpygo S.K., Mukhanov OA. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 222601. https://www.doi.org/10.1063/1.4723576
  8. Soloviev I.I., Klenov N.V., Bakurskiy S.V., Kupriyanov M.Y., Gudkov A.L., Sidorenko A.S. // Beilstein J. Nanotechnol. 2017. V. 8. P. 2689. https://www.doi.org/10.3762/bjnano.8.269
  9. Esmaeili A., Yanilkin I.V., Gumarov A.I., Vakhitov I.R., Yusupov R.V., Tatarsky D.A., Tagirov L.R. // Sci. China Mater. 2021. V. 64. P. 1246. https://www.doi.org/10.1007/s40843-020-1479-0
  10. Mohammed W.M., Yanilkin I.V., Gumarov A.I., Kiiamov A.G., Yusupov R.V., Tagirov L.R. // Beilstein J. Nanotechnol. 2020. V.11. P. 807. https://www.doi.org/10.3762/bjnano.11.65
  11. Yanilkin I.V., Mohammed W.M., Gumarov A.I., Kiia-mov A.G., Yusupov R.V., Tagirov L.R. // Nanomaterials 2021. V. 11. P. 64. https://www.doi.org/10.3390/nano11010064
  12. Gumarov A.I., Yanilkin I.V., Yusupov R.V., Kiiamov A.G., Tagirov L.R., Khaibullin R.I. // Mater. Lett. 2021. V. 305. P. 130783. https://www.doi.org/10.1016/j.matlet.2021.130783
  13. Gumarov A.I., Yanilkin I.V., Rodionov A.A., Gabbasov B.F., Yusupov R.V., Aliyev M.N., Tagirov L.R. // Appl. Magn. Reson. 2022. V. 53. P. 875. https://www.doi.org/10.1007/s00723-022-01464-0
  14. Hohenberg P., Kohn W. // Phys. Rev. 1964. V. 136. P. B864. https://www.doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864
  15. Kohn W., Sham L.J. // Phys. Rev. 1965. V. 140. P. A1133. https://www.doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133
  16. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 3865. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865
  17. Blöchl P.E. // Phys. Rev. B. 1994. V. 50. P. 17953. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.50.17953
  18. Kresse G., Furthmüller J. // Comp. Mater. Sci. 1996. V. 6. P. 15. https://www.doi.org/10.1016/0927-0256(96)00008-0
  19. Kresse G., Furthmüller J. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54 P. 11169. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.54.11169
  20. Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59. P. 1758. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.59.1758
  21. MedeA version 3.7; MedeA is a registered trademark of Materials Design, Inc., San Diego, USA.
  22. Dudarev S.L., Botton G.A., Savrasov S.Y., Humphreys C.J., Sutton A.P. // Phys. Rev. B. 1998. V. 57. № 3. P. 1505. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevB.57.1505
  23. Calderon C.E., Plata J.J., Toher C. et al. // Comp. Mater. Sci. 2015. V. 108. P. 233. https://www.doi.org/10.1016/j.commatsci.2015.07.019
  24. Piyanzina I., Gumarov A., Khaibullin R., Tagirov L. // Crystals. 2021. V. 11. P. 1257. https://www.doi.org/10.3390/cryst11101257
  25. Himpsel F.J., Ortega J.E., Mankey G.J., Willis R.F. // Magn. Nanostructures, Adv. Phys. 1998. V. 47. P. 511. https://www.doi.org/10.1080/000187398243519

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. View of the cell used in the modelling. There is one cobalt atom per 107 palladium atoms (the number of impurity atoms was increased to simulate a higher concentration). The ferromagnetic impurity polarises the matrix atoms in the vicinity. Palladium atoms with the highest magnetic moments are marked in the figure

Download (197KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependences of the experimental magnetisation (1) and the induced magnetic moment per cobalt atom on the Co impurity concentration: DFT calculation (2); experiment (3)

Download (89KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependences of the induced magnetic moment on palladium atoms (average (1) and maximum (2) values) and of the average magnetic moment on cobalt atoms (3) obtained by DFT calculations as a function of the concentration of ferromagnetic impurity cobalt

Download (69KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Dependence on the ferromagnetic impurity concentration obtained by DFT calculations: magnetic moment per impurity atom in the palladium-cobalt system (1); average magnetic moment on the cobalt atom (2)

Download (55KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».