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研究活動

Sm系永久磁石材料における有限温度磁気特性および伝導特性に関する理論的解析

スピントロニクス学術研究基盤と連携ネットワーク拠点 Spin Research Network of Japan【Spin-RNJ】2019年度(令和元年度)年次報告会

2019年12月9日(月)

土浦宏紀(東北大学)

Abstract

Sm系磁性体の代表例として、SmCo5やSm2Fe17N3といった、永久磁石として実用化されているものが挙げられる。また、新規永久磁石の候補物質として、SmFe12系にも再び注目が集まっている。これらの系の磁性特性については、膨大な実験的研究の蓄積が存在するが、一方で電子状態計算の観点からは、意外なほど未解決の点が多い。これは、現代の第一原理計算手法においても、希土類元素のもつ4f電子の取り扱いに困難が伴うことが一因である。また、Sm系特有の問題として、図1の示すように、フェルミエネルギーのごく近傍に4fの非占有状態が存在することにより、Smの価数が容易に変動しうるという事実も、理論的取り扱いを困難にしている。われわれはこの困難を回避するために、有効スピン模型の手法をSm(Fe1-xMx)12系(M=Co,Ti,V)およびSm2Fe17Nx(x=0.3)に適用し、その有限温度磁気特性を解析してきた。本講演では、これらに関する最近の結果を報告する。また、Sm系磁性体は輸送特性においても興味深い物性を示すことが最近の研究で明らかになってきた。その例として、最近SmCo5系において観測された巨大な異常エッチングスハウゼン効果についても紹介する。






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