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單軸磁晶各向異性Ku、高飽和磁化強度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,并引起了實驗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軟件平臺的贗勢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Sm(Co,M)5磁性的影響。
　　對SmCo5的電子結(jié)構(gòu)和磁矩的計算研究表明Sm4f電子是SmCo5MAE的主要貢獻(xiàn)。自旋軌道耦合(SOC)計算表明,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主要來源于晶場效應(yīng)和自旋軌道耦合效應(yīng)。對磁性元素Fe和非磁性元素Cu摻雜對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