Teoretické studium magnetických stavů ve slitinách s odlišnou úrovní uspořádání
Loading...
Date
Authors
Papež, Pavel
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá studiem magnetismu pomocí ab initio metod. Tyto metody umožňují jednoduchý přístup k materiálovým vlastnostem bez nutnosti experimentálních měření. Ab initio výpočty v této práci byly provedeny programem Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) pomocí projektovaných přidružených vln (PAW) zatímco výpočty molekulové dynamiky byly provedeny programem LAMMPS v kombinaci s univerzálním potenciálem GRACE. Výpočty byly provedeny na třech materiálech, slitině s vysokou entropií CoCrNi, intermetaliku YMn2 a základnímu alotropu prvku alfa-Mn. Pro slitinu CoCrNi byly výpočty použity k popisu vlivů uspořádání na krátkou vzdálenost na magnetické momenty a přenos náboje v materiálu. Dále pak byly tyto získané výsledky provázány s fázovou stabilitou této slitiny, jejíž teplotní závislost byla dále simulována pomocí molekulové dynamiky. Také proběhlo porovnání získaných výsledků pomocí ab initio metod s univerzálními potenciály k zjištění jejich přesnosti. Pro intermetalikum YMn2 byly výpočty provedeny pro několik možných uspořádání magnetických momentů s cílem získat základní stav. Tyto výpočty byly provedeny s nekolineárními magnetickými momenty. Po úspěšném popisu komplikované magnetické struktury čistého Mn pomoci metaGGA funkcionálu byl následně použit na intermetalikum YMn2 k zisku experimentálně měřených magnetických struktur.
This work is focused on ab initio study of magnetism in three different materials, high entropy alloy CoCrNi, pure alpha-Mn and intermetallic compound YMn2. Ab initio methods allow for easy access to materials properties without the need for experimental measurements. All ab initio calculations in this work were done using the Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) and the projector augmented waves (PAW) method while the molecular dynamics simulations were done in the program LAMMPS in combination with the GRACE universal machine learned potential. This work employed the ab initio methods to describe the effect of short-range order on magnetic moments, charge transfer and the phase stability in CoCrNi alloy. Some of these results were compared to one of the universal machine learned potential to parse its performance. The relative phase stability was further evaluated by the molecular dynamics simulation to obtain its temperature dependence. Furthermore, different possible magnetic arrangements in the intermetallic compound YMn2 were calculated in order to find the ground state magnetic arrangements. After successfully obtaining the complicated magnetic structure of pure Mn by metaGGA functional, the same functional was used on YMn2 as well in order to obtain experimental magnetic structures.
This work is focused on ab initio study of magnetism in three different materials, high entropy alloy CoCrNi, pure alpha-Mn and intermetallic compound YMn2. Ab initio methods allow for easy access to materials properties without the need for experimental measurements. All ab initio calculations in this work were done using the Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) and the projector augmented waves (PAW) method while the molecular dynamics simulations were done in the program LAMMPS in combination with the GRACE universal machine learned potential. This work employed the ab initio methods to describe the effect of short-range order on magnetic moments, charge transfer and the phase stability in CoCrNi alloy. Some of these results were compared to one of the universal machine learned potential to parse its performance. The relative phase stability was further evaluated by the molecular dynamics simulation to obtain its temperature dependence. Furthermore, different possible magnetic arrangements in the intermetallic compound YMn2 were calculated in order to find the ground state magnetic arrangements. After successfully obtaining the complicated magnetic structure of pure Mn by metaGGA functional, the same functional was used on YMn2 as well in order to obtain experimental magnetic structures.
Description
Citation
PAPEŽ, P. Teoretické studium magnetických stavů ve slitinách s odlišnou úrovní uspořádání [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Mgr. Miroslav Černý, Ph.D. (předseda)
prof. RNDr. Mojmír Šob, DrSc. (člen)
doc. Mgr. Jana Pavlů, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Pavel Šandera, CSc. (člen)
Priv.-Doz. Mgr. David Holec, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-09-24
Defence
Disertační práce přináší řadu originálních a zajímavých výsledků studia magnetismu ve slitině s vysokou entropií CoCrNi a v intermetalické fázi YMn2 za pomocí ab initio metod. Tyto výsledky jsou dále rozšířeny o data z meziatomových potenciálů získaných pomocí strojového učení. Aktuálnost a dostatečnou vědeckou úroveň práce dokládají i 3 impaktované publikace, na jejichž vzniku se Ing. Papež podílel a které byly ke dni obhajoby 29x citované.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení