RECo5金属间化合物中的高阶晶场与稀土磁性
材料科学
2020-06-23 v1 强关联电子
摘要
使用从头算密度泛函+动力学平均场理论方法，结合对局域4f壳层上在位电子关联的准原子近似，评估了铁磁金属间化合物NdCo5和TbCo5中稀土（RE）离子的晶场（CF）效应。研究揭示了高阶扇形谐波CF分量在RECo5金属间化合物磁性中的重要作用。在两个系统中，相应的晶场参数（CFP）A6^6⟨r^6⟩的计算值出乎意料地大，远远超出仅从静电贡献所预期的值。这解决了NdCo5中Nd磁矩在Co交换场中沿易轴零温不饱和的谜题。这种不饱和状态先前已通过极化中子弹性散射的磁化分布发现，但至今在理论上未得到解释。Nd在NdCo5中的易面磁各向异性因A6^6⟨r^6⟩的大值而显著增强。反直觉的是，易面内各向异性能的极角依赖性仍然相当小。Nd的易面磁各向异性一直增强到高温，这通过J混合效应得到解释。计算得到的NdCo5的从头算各向异性常数及其温度依赖性与实验定量一致。与NdCo5不同，A6^6⟨r^6⟩ CFP对TbCo5中Tb磁性的影响可忽略，表明其对RE磁性的影响在RECo5系列中具有离子特异性。其大值的来源是RECo5金属间化合物中RE离子六方配位局域环境中RE和Co态的杂化。
引用
@article{arxiv.2004.03945,
title = {High-order crystal field and rare-earth magnetism in RECo5 intermetallics},
author = {L. V. Pourovskii and J. Boust and R. Ballou and G. Gomez Eslava and D. Givord},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.03945},
year = {2020}
}
备注
17 pages, 10 figures