稀土基硬磁体中的晶体场分裂：一种第一性原理方法

我们应用第一性原理密度泛函理论+动力学平均场理论框架来评估硬磁金属间化合物中稀土位点的晶体场分裂。对稀土4$f$壳层的局域关联采用原子(Hubbard-I)近似，并实现了电荷密度的自洽。我们通过在前重新计算单电子Kohn-Sham势之前适当平均4$f$电荷密度，降低了密度泛函理论对晶体场分裂的自相互作用贡献。我们的方法被证明能在典型稀土硬磁体SmCo$_5$中重现实验晶体场分裂。将其应用于$R$Fe$_{12}$和$R$Fe$_{12}X$硬磁体($R=$Nd, Sm且$X=$N, Li)，我们特别获得了NdFe$_{12}$N中晶体场参数$A_2^0\langle r^2\rangle$的大正值，导致实验观测到的强面外各向异性。预测用Li替代N会使$A_2^0\langle r^2\rangle$的符号反转，从而在SmFe$_{12}$Li中产生强面外各向异性。我们讨论了N和Li间隙原子对稀土位点晶体场分裂产生这种强烈影响的起源。