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研究活動

R2Fe14B系におけるワニエ基底を用いた結晶場ハミルト二アン

日本物理学会

2015.3.21-24
(2015.03.13 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

R-Fe-B系焼結磁石の保磁力機構を解明する上で,主相R2Fe14B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.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,R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. 本研究では,前回公演で紹介したWannier関数を基底とした計算手法(Wannierization法)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WIEN2kを用いてR2Fe14B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,R2Fe14B(R=Pr,Nd,Tb,Dy,Ho 等)の結晶場係数について系統的調べた結果について報告し,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再配列の再現可能性について議論する.



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