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研究活動

Nd2Fe14Bにおける結晶場係数の第一原理的評価法

日本物理学会

2014.9.7-10
(2015.03.16 更新)

吉岡匠哉(東北大),浅岡類(東北大),菊地悠平(東北大),三浦尚子(東北大),菊池真司(東北大),土浦宏紀(東北大)

Abstract

Nd-Fe-B 焼結磁石の保磁力機構を解明する上で,主相 Nd2Fe14Bの磁気的性質を微視的な立場から明らかにする必要がある ある .一方で, 保磁力の評価を行うためには,電子論的計算手法は現在のところ不十分であり ,マイクロ磁気学シミュレーションの手法に頼ることになる.したがって ,本研究では では 微視的・電子論的計算から得られた情報を最大限取り入れたマイクロ磁気学シミュレーションモデルを ルを 構築し,それを用いて保磁力評価を行う.この第一歩として, Nd サイトの局所的磁気異方性を第一原理計算に基づき 評価する必要がある ある .本研究では では ,近年新たに開発された Wannier 関数を基底とした 計算手法(Wannierization 法)[1]を用いて局所的磁気異方性を評価する.希土類永久磁石の結晶磁気異方性は,主に希土類イオンの 4f 電子に働く結晶電場によって って もたらされる.結晶電場を定める のは 4f 電子の周囲にあ る電荷分布であり ,これは第一原理計算を用いることにより正確に計算することが 出来る.ここではまず,第一原理計算コード ゙ WIEN2k を用いてNd2Fe14Bの電子状態を解析し, 4f 軌道の Wannier 関数を用いて結晶電場ハミルトニアンを評価する.この手法では では 従来の手法において問題となっ たマフィンティン半径依存性が軽減される事が知られている.本講演では では ,Nd2Fe14B のより高次結晶場係数について報告し,実験的に知られているこれらの物質における磁気異方性の特徴について議論する.また,低温において実現するスピン ゚ン 再配列の再現可能性について議論する.
[1] P. Novák, K. Kníž ek, and J. Kuneš : Phys. Rev. B 87, 205139 (2013).



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