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研究活動

Ga 添加型Nd 焼結磁石界面に対する第一原理的研究

物性研スパコン共同利用・CCMS合同研究会「計算物質科学の今と未来」(物性研究所)

2018年4月2日(月)

Yasutomi Tatetsu, Yosuke Harashima, Takashi Miyake, and Yoshihiro Gohda

Abstract

本研究では主相Nd2Fe14Bと副相Nd6(Fe,Ga)14の界面モデル構造(約200原子/ユニットセル)を作成し、その界面近傍における構造変化、磁気異方性を調べることを目的として第一原理計算を進めた。特にNdの磁気異方性は、保磁力機構と密接に関係していると考えられているため、第一原理計算のポストプロセスとして異方性の解析を行った。また、構造の安定性を議論するために生成エネルギーの評価も行った。界面モデル構造は、主相の(001)面で界面を構成すると仮定し、更に主相と同様Tetragonal構造をもつ副相をFe、Ga層で終端した2つのモデル構造に対して計算を進めた。計算プログラムとして、OpenMXを用いた。構造最適化後の界面構造は、Feで終端したモデル構造においては、Gaで終端したモデルに比べ界面の乱れが大きくなることが分かった。これは、界面副相側のFe原子に存在する3d電子が、主相第一層のNdの5d電子と混成し、構造緩和に伴って主相のFeと同様、Ndを取り囲むような原子配置になろうとしているからと考えられる。また、このFe終端の系では、Ga終端の系に比べ、界面第一層Ndの磁気異方性の値が大きいことが分かった。Ga終端の場合では、面内異方性であるのに対し、Fe終端では面直異方性であり、なおかつバルク内部の磁気異方性の値と遜色ないことも分かった。


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