Nd-Fe-B磁石の元素添加効果に関する第一原理計算

Abstract

本研究では, Ga添加型Nd磁石における保磁力向上の起源解明を目的として, いくつかの界面モデル構造に対して第一原理計算を行った. 一般にNd磁石の粒界相は, アモルファスもしくは未だ構造が確定されていない複雑な化合物の存在が指摘されている. 一方でGa添加型Nd磁石は立方晶Nd6Fe13Gaの存在が確認されていることから, 主相Nd2Fe14Bと副相Nd6Fe13Gaで形成される界面モデル構造を仮定した. 第一原理計算コードはOpenMXを使用した. 副相として存在するNd6Fe13Gaが, 界面近傍の磁気構造にどのような影響を及ぼしているのかを調べるため, 主相第一層Ndの磁気異方性解析を行った. その結果, 主相第一層のNdがNd6Fe13Gaに存在するGa原子と接している場合は, Nd原子は面内異方性を示すが, 強い面内異方性を示す表面に晒されたNd原子に比べ大幅な改善が見られた. また, 主相第一層のNdがNd6Fe13Gaに存在するFe原子と接している場合は, 磁気異方性が強い面直異方性を示すことが分かった.