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研究活動

第一原理計算によるネオジム磁石粒界相の構造及び磁性探索

第二回CDMSI (ポスト「京」重点課題(7)) 研究会

2017年7月11日(火)

寺澤麻子、合田義弘

Abstract

ネオジム焼結磁石の特性向上において近年注目されるトピックの一つが、ナノスケール・原子スケールでの構造制御による磁気特性の制御・向上であり、磁石副相の磁性が磁石特性にもたらす影響への関心が高まっているが、未だその詳細は解明されていない。特に、主相であるNd2Fe14B結晶に接する粒界では、結晶粒のc軸と界面の配向に依存して粒界相の結晶性が変化し、アモルファス粒界相が現れうるという報告がなされており [1]、 ネオジム焼結磁石の粒界構造の複雑さを示唆している。このような現状を踏まえ、本研究ではネオジム磁石における主相とアモルファス粒界相界面の局所磁気特性を明らかにすることを目的として、まずNd-Fe二元系に対しメルトクエンチMD [2] によるアモルファス構造の作成を行った。この計算にはOpenMX [3] を用い、有限温度での第一原理分子動力学計算を行った。また、作成されたアモルファス構造に対して、反強磁性的なスピン初期配置の決定法を考案し、強磁性的なスピン配置の場合と全エネルギーの比較を行った。図 (a) に作成されたアモルファス系の動径分布関数、また図 (b) に強磁性的および反強磁性的なスピンの初期配置の模式図を示す。本発表においてはさらに、体積変化を考慮した構造最適化に依存した全エネルギー変化や、主相-アモルファス相界面の形成についても報告を行う。


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