基于第一性原理对SmCo纳米团簇磁性的研究

摘要

基于第一性原理的密度泛函理论,我们已经应用广义梯度近似(GGA)和GGA+U方法,研究了钐钴(SmCo)的纳米团簇的结构和磁性,其中U为库仑相互作用修正。我们分析了结构配置、对称性以及整个团簇的磁性和对应每个钐原子(Sm)和钴原子(Co)的磁性变化贡献。在GGA+U计算结果显示出SmCo纳米团簇为半金属铁磁态,是由于Co的3d态与Sm的4f态之间的强的杂化作用,总磁矩的整数值是这种材料半金属性质的重要意义之一。此为,我们已经计算了SmCo团簇的自旋轨道耦合(SOC);我们发现Sm原子在团簇的不同位置,出现明显的磁性峰值变化,而Sm与Co原子组成的团簇是属于稀土硬磁材料。结果表明,纳米团簇的磁性增强,呈现笼状球形的Sm3Co18纳米团簇中间Sm原子为反铁磁,磁性最大,为双磁相复合的核壳结构材料提供更好的思路,在自选电子学和磁存储材料领域具有广阔的应用前景。