Объемная магнитострикция сплавов $\mathrm{Fe}$-$\mathrm{Ga}$: расчет из первых принципов

Представлены исследования магнитных и магнитоупругих свойств кристаллических структур $\mathrm{A2}$ и $\mathrm{D}0_3$ сплавов $\mathrm{Fe}_{100-x}\mathrm{Ga}_{x}$ ($x = 18{-}22$ ат.$\%$), выполненные при помощи теории функционала плотности. Расчеты выполнены при помощи программного пакета SPR-KKR. Рассчитаны обменные интегралы, значения объемной магнитоупругой постоянной $\mathrm{B}_0$ и объемной магнитострикции $\Delta V/V$. Полученная зависимость констант магнитного обменного взаимодействия от параметра кристаллической решетки является убывающей функцией как для структуры $\mathrm{A}2$ так и для $\mathrm{D}0_3$. Показано, что ферромагнитное взаимодействие между атомами железа в первой координационной сфере усиливается с ростом концентрации $\mathrm{Ga}$ в полностью неупорядоченной фазе $\mathrm{A2}$, в то время как в упорядоченной кристаллической структуры $\mathrm{D}0_3$ данное взаимодействие ослабляется. Рассчитанные величины $\Delta V/V$ для различных композиций сплавов $\mathrm{Fe}_{100-x}\mathrm{Ga}_{x}$ лежат в области отрицательных значений. Зависимость объемной магнитострикции от содержания $\mathrm{Ga}$ является возрастающей функцией для структуры $\mathrm{A2}$ и убывающей $\Delta V/V$ для фазы $\mathrm{D}0_3$. Характер зависимости объемной магнитострикции от концентрации $\mathrm{Ga}$ структуры $\mathrm{A2}$ согласуется с экспериментальными данными и с результатами, полученными для соединений на основе $\mathrm{Ni}$.