YCo5-xGe(x=0～1)稀土永磁材料性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、RCo5型鈷基稀土永磁材料具有獨(dú)特的物理性質(zhì):高居里溫度，強(qiáng)的磁各向異性和飽和磁化強(qiáng)度，這些性質(zhì)的變化與Co-3d巡游電子和稀土元素4f局域電子的關(guān)聯(lián)密切相關(guān)。近年來，由于航空航天等高技術(shù)的需要，具有高居里溫度的鈷基稀土永磁材料引起了人們的興趣。YCo5作為RCo5型化合物的一員，釔元素不含4f電子，是典型的稀土永磁材料的代表。用非磁性元素替代鈷原子后，體系結(jié)構(gòu)及磁性發(fā)生的變化，引起了科研工作者廣泛的關(guān)注。
　　本文采用基于密度泛

2、函理論的投影綴加波贗勢(shì)方法的MedeA-VASP程序，利用廣義梯度近似(GGA+PBE)的模擬方法，計(jì)算了YCo5-xGex體系在不同摻雜情況下的電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)。
　　首先，本文對(duì)未摻雜的YCo5的基態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，得到的品格參數(shù)、材料總磁矩及Co-3g、 Co-2c兩個(gè)不等價(jià)位置的磁矩，與實(shí)驗(yàn)值十分相近。由YCo5的態(tài)密度圖可知，該材料的磁性為鐵磁性。
　　然后，本文分別計(jì)算了Ge摻雜量為x=1和x=0.5時(shí)體系性質(zhì)的變

3、化。計(jì)算結(jié)果表明:隨著摻雜量的增加，體系的幾何參數(shù)c/a變大，這是由于摻雜元素的原子半徑大于鈷原子半徑。同時(shí)，摻雜后體系磁矩明顯減小，主要是由于Co-3d電子與摻雜的Ge元素的4p電子雜化，使得Co-3d電子間的相互作用減弱。與Si、Ga、Al摻雜情況相比，表明磁矩減小的程度與摻雜物質(zhì)的價(jià)電子數(shù)目多少及幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)摻雜量為x=0.5時(shí)，YCo4.5Ge0.5體系的磁矩變化比較特殊:Co-2c位的磁矩約為Co-3g位的一半，進(jìn)一步表明