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研究活動

希土類鉄化合物における電子状態と結晶場係数の第一原理的評価

日本物理学会

吉岡匠哉,浅岡類,菊地悠平,三浦尚子,菊池真司,山崎国人,土浦宏紀

概要/Abstract

希土類化合物の磁気特性を向上させる上で,主相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,巨視的なふるまいを明らかにするためには,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スピンモデルを構築し,それを用いて磁気特性の評価を行う.この手始めとして,磁気異方性の起源を第一原理計算から求まる電子状態に立ち返って調べる必要がある. 本研究では,第一原理計算に基づ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,希土類鉄化合物の電子状態からえられる 4f 軌道に対する結晶電場ハミルトニ アンを統計計算にもとづいて解析する. 本講演では,希土類鉄化合物の結晶場係数と局所的な磁気異方性について系統的調べた結果について報告し,実験で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.特に,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予定である.



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