碳化铁的穆斯堡尔谱学：从预测到实验证实

本研究利用全电子全势线性缀加平面波（FLAPW）方法，在从 LDA 到 GGA（PBE、PBEsol 和 GGA + U）、meta-GGA 以及杂化泛函等多种泛函下，预测了碳化铁（α-Fe、γ'-FeC、η-Fe2C、ζ-Fe2C、χ-Fe5C2、h-Fe7C3、θ-Fe3C、o-Fe7C3、γ'-Fe4C、γ''-Fe4C 和 α'-Fe16C2）的穆斯堡尔谱。为了验证不同泛函预测的 MES，实验中合成了单相 χ-Fe5C2 和 θ-Fe3C，并测定了它们在不同温度（从 13 K 到 298 K）下的实验 MES。结果表明，GGA 泛函（尤其是 PBEsol）在预测具有离域 d 电子的 α-Fe、χ-Fe5C2 和 θ-Fe3C 的穆斯堡尔谱方面取得了显著成功。基于可靠的模拟，我们提出了碳化铁体系中 Bhf 与 μB 之间的线性关系（斜率为 12.81 T/μB），且该比例常数可能随结构的不同而变化。