易勇李恺 丁志杰易早 罗江山 唐永建

Ni4PrB的电子结构和磁性能研究*

易勇1)2)李恺1)丁志杰1)2)易早1)罗江山1)唐永建1)

1)(中国工程物理研究院激光聚变研究中心，绵阳621900)
2)(四川省非金属复合与功能材料重点实验室－省部共建国家重点实验室培育基地，绵阳621010)
(2010年10月27日收到;2010年12月7日收到修改稿)

考虑Pr-4f及Ni-3d电子间的库仑作用U和交换作用J，采用局域自旋密度近似LSDA(Local spin-density approximation)及LSDA+U(在位库仑势)近似，对Ni4PrB化合物进行结构优化，并计算体系电子结构，能带结构和磁性能．结果显示，Ni4PrB具备金属半导体性质，存在Pr-Ni铁磁耦合．U的引入对体系磁特性和结构稳定性有关键作用，加U前体系磁性来源为Ni原子磁矩，加U后体系磁性来源为Pr原子，且体系稳定性提高，U值的作用对于修正体系强关联有重要影响，可以合理描述由强关联和自旋排斥引发的排斥效应．

密度泛函理论，电子键结构，磁性能，稀土过渡金属间化合物

PACS:75．50．Cc，71．20．Eh，71．15．Mb

1.引言

稀土(R)-过渡族(T)金属间化合物［1—4］在实验研究和理论研究方面深受国内外研究学者关注，RT金属间化合物的研究不仅对永磁材料和含自旋杂化作用体系的研究具有重要意义，而且对揭示含自旋杂化电子的4 f，3 d元素磁性能研究有重要意义．R-Ni化合物中存在R-T自旋磁矩的反铁磁耦合，这与R-T金属间化合物的磁矩耦合相符合．如果R为轻稀土元素则体系总磁矩与T磁矩方向平行，反之，如果R为重稀土元素则体系总磁矩与T磁矩方向反平行．最初Kuz'ma［5］，Parthé和Chabot等［6］，对R Ni4B进行了结构研究，发现在B含量为16.6 at．%的R-M-B化合物具……