A2Ni7 化合物（A = Y, La）的弱巡游磁性与堆叠晶体结构之间的关系

利用电子能带结构计算，结合其多晶型晶体结构，研究了 $A_2$Ni$_7$（$A$ = {Y, La}）化合物的弱巡游磁性。这些化合物结晶为两种结构，分别由 [$A_2$Ni$_4$ + 2 $A$Ni$_5$] 单元的两个和三个块堆叠而成，对应于六方 $2H$-La$_2$Ni$_7$（Ce$_2$Ni$_7$ 型）和菱方 $3R$-Y$_2$Ni$_7$（Gd$_2$Co$_7$ 型）。实验上，$2H$-La$_2$Ni$_7$ 是弱巡游反铁磁体，而 $3R$-Y$_2$Ni$_7$ 是弱巡游铁磁体。从当前非自旋极化态下的第一性原理计算来看，两化合物均呈现电子态密度在费米能级处有一尖锐窄峰，对应于来自 $3d$-Ni 的平带。这引发了磁性不稳定性，且两化合物在铁磁（FM）序下比顺磁态更稳定（$\Delta E \simeq$ -35 meV/f.u.）。五个 Ni 位点的磁矩随其相对于 [$A_2$Ni$_4$] 和 [$A$Ni$_5$] 单元的位置而变化：在 [$A_2$Ni$_4$] 单元中最小，在两个 [$A$Ni$_5$] 单元界面处最大。对于 $2H$-La$_2$Ni$_7$，已提出并发现一种反铁磁（AFM）结构，其能量与 FM 态相当。该 AFM 结构描述为两个具有相反 Ni 自旋符号的 FM 单元块，由位于 z = 0 和 $\frac12$ 处的非磁性层分隔。属于该中间层的 Ni ($2a$) 原子位于 [La$_2$Ni$_4$] 单元中，并处于六方晶胞（$P6_3/mmc$）的对称中心，此处合分子场抵消。进一步进行了非共线自旋计算以确定 Ni 磁矩取向，发现对于 FM 和 AFM 结构均优先平行于 $c$ 轴。