基于密度泛函理论及虚晶近似的(Pr_xSm_1?x)₂(Co_0.7Cu_0.2Fe_0.1)₁₇ (x = 0~0.2)磁性研究

作     者：何刚 朱晓宇 竹文坤 何嵘 

作者机构：西南科技大学计算机科学与技术学院四川 绵阳 西南应用磁学研究所四川 绵阳 西南科技大学国防科技与核科学技术学院四川 绵阳 

出 版 物：《材料科学》 (Material Sciences)

年 卷 期：2024年第14卷第6期

页      码：791-800页

摘      要：Sm2Co17作为第二代高磁密度材料得到广泛关注,研究表明,基于Sm2Co17的镨(Pr)、铜(Cu)、铁(Fe)四元掺杂能显著提升其磁性能,为研究不同镨掺杂浓度对Sm2Co17磁性影响,本文基于第一性原理密度泛函理论、平面波赝势及虚晶近似法,结合CASTEP软件包,使用LDA + U并进行自旋极化计算,研究了镨(Pr)、铜(Cu)、铁(Fe)元素替位掺杂Sm2Co17体系:(PrxSm1−x)2(Co0.7Cu0.2Fe0.1)17的体系能量、分态密度、波尔磁矩等性质,研究表明,(PrxSm1−x)2(Co0.7Cu0.2Fe0.1)17体系的总态密度在−40 eV附近主要由S轨道贡献,总态密度在−20 eV附近主要由P轨道贡献,镨(Pr)掺杂对D轨道和F轨道贡献最大,铜(Cu)、铁(Fe)元素掺杂对S轨道、P轨道和F轨道贡献较大,而F轨道贡献则来自于镨(Pr)且其自旋向下的密度远高于其自旋向上的密度,同时,随着镨元素掺杂比例的提高,体系总能量在逐步降低,说明体系更加稳定,同时,随着掺杂比例的不断变化,体系的波尔磁矩结果呈现波动特性,在x = 0.1时,(PrxSm1−x)2(Co0.7Cu0.2Fe0.1)17呈现出更低的体系总能量和更高的波尔磁矩,说明镨(Pr)掺杂比例10%时(PrxSm1−x)2(Co0.7Cu0.2Fe0.1)17体系具有更优的磁性能,本文的研究有助于优化钐钴四元掺杂永磁体的设计。

主 题 词：第一性原理 虚晶近似 波尔磁矩 (Pr_xSm_1?x)₂(Co_0.7Cu_0.2Fe_0.1)₁₇ 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.12677/ms.2024.146087

馆 藏 号：203128511...