Abstract Several newly designed Zinc-based all-d-metal Heusler alloys, Zn2MMn (M = Ru, Rh, Pd, Os, Ir), have been predicted, and their XA- and L21-type atomic-site preferences, electronic structures, magnetic properties, as well as their possible martensitic phase transformations have been studied theoretically from first principles. For cubic-type these alloys, their L21-type phase is more stable than the XA phase, that is, the two Zn atoms prefer to locate at the A (0,0,0) and C (0.5, 0.5, 0.5) positions in the lattice. Their magnetic state is ferromagnetic (FM), with a large total magnetic moment (> 3µB/f.u), and the total magnetic moment arises mainly from the Mn atom due to its strong exchange splitting. Remarkably, Zn2MMn alloys with a tetragonal martensitic structure can lower their total energies and show more stable behaviour than cubic systems. The energy difference ΔEM is defined as the difference in total energy between the martensitic and cubic states. Δ EM can be tuned by uniform strain, namely, as the lattice constant increases, Δ EM also increases. Moreover, in the case of martensitic-type Zn2RuMn and Zn2OsMn alloys, quite large c/a ratios (1.41, 1.43, respectively) can be found, which are preferable for the transformation strain effect. It is hoped that this work can motivate researchers to look for new spintronic and magnetic-intelligent materials among all-d-metal Heusler alloys.

中文翻译：

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从第一性原理预测全d金属锌基赫斯勒合金中可能的马氏体转变

摘要 几种新设计的锌基全 d 金属 Heusler 合金 Zn2MMn（M = Ru、Rh、Pd、Os、Ir）已被预测，以及它们的 XA 和 L21 型原子位点偏好、电子结构、已经从第一原理在理论上研究了磁性以及它们可能的马氏体相变。对于立方型这些合金，它们的 L21 型相比 XA 相更稳定，即两个 Zn 原子更喜欢位于 A(0,0,0) 和 C(0.5,0.5,0.5) 位置在格子里。它们的磁态为铁磁性（FM），总磁矩很大（> 3μB/fu），由于Mn原子的强交换分裂，其总磁矩主要来自Mn原子。值得注意的是，具有四方马氏体结构的 Zn2MMn 合金可以降低它们的总能量并表现出比立方体系更稳定的行为。能量差 ΔEM 定义为马氏体和立方状态之间的总能量差。Δ EM 可以通过均匀应变来调节，即随着晶格常数的增加，Δ EM 也增加。此外，在马氏体型 Zn2RuMn 和 Zn2OsMn 合金的情况下，可以发现相当大的 c/a 比（分别为 1.41、1.43），这对于转变应变效应是优选的。希望这项工作能够激励研究人员在全 d 金属赫斯勒合金中寻找新的自旋电子和磁智能材料。随着晶格常数的增加，Δ EM 也增加。此外，在马氏体型 Zn2RuMn 和 Zn2OsMn 合金的情况下，可以发现相当大的 c/a 比（分别为 1.41、1.43），这对于转变应变效应是优选的。希望这项工作可以激励研究人员在全 d 金属赫斯勒合金中寻找新的自旋电子和磁智能材料。随着晶格常数的增加，Δ EM 也增加。此外，在马氏体型 Zn2RuMn 和 Zn2OsMn 合金的情况下，可以发现相当大的 c/a 比（分别为 1.41、1.43），这对于转变应变效应是优选的。希望这项工作可以激励研究人员在全 d 金属赫斯勒合金中寻找新的自旋电子和磁智能材料。