Sm(Co,M)5電子結(jié)構(gòu)和磁性的第一性原理研究.pdf

1、信息存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展要求硬盤具有更大的容量與更高的記錄面密度,而硬盤實(shí)現(xiàn)更高記錄密度的關(guān)鍵之一是采用更高磁晶各向異性的記錄介質(zhì)。以SmCo5為代表的稀土—過渡金屬(R-T)合金薄膜由于具有強(qiáng)單軸磁晶各向異性Ku、高飽和磁化強(qiáng)度MS和高居里溫度TC,已經(jīng)成為新興的超高密度垂直磁記錄候選材料,并引起了實(shí)驗(yàn)上和理論上的廣泛關(guān)注。
　　近年來,采用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算磁性材料的磁晶各向異性能(MAE)受到了人們的廣泛關(guān)注。本文將

2、采用基于MedeA軟件平臺(tái)的贗勢(shì)平面波密度泛函程序包VASP和投影綴加波(PAW)方法,通過使用LDA+U,LDA+U+SO等多種方法深入研究SmCo5的電子結(jié)構(gòu)和磁性,探討其高磁晶各向異性的起源,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究非磁性金屬Cu摻雜和磁性金屬Fe摻雜對(duì)Sm(Co,M)5磁性的影響。
　　對(duì)SmCo5的電子結(jié)構(gòu)和磁矩的計(jì)算研究表明Sm4f電子是SmCo5MAE的主要貢獻(xiàn)。自旋軌道耦合(SOC)計(jì)算表明,Co原子的磁矩主要是由自

3、旋磁矩提供,軌道磁矩很微弱。Sm原子自旋磁矩和軌道磁矩方向相反,使Sm的總磁矩變小。SmCo5的MAE主要來源于晶場(chǎng)效應(yīng)和自旋軌道耦合效應(yīng)。對(duì)磁性元素Fe和非磁性元素Cu摻雜對(duì)Sm(Co,M)5晶胞結(jié)構(gòu)和磁矩的影響研究,我們發(fā)現(xiàn)兩者的摻雜占位傾向以及對(duì)Sm(Co,M)5晶格結(jié)構(gòu)和磁矩都有不同的影響。我們預(yù)期Cu少量摻雜(x=0-0.2)的Sm(Co1-xCux)5化合物以及Fe大量摻雜(x=0.6-0.8)的Sm(Co1-xFex)5化