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具有ThMn12型结构的金属间化合物具有优异的磁性,是近年来新型稀土永磁材料领域内的一个十分重要的研究方向,具有重要的实际应用价值,对其系统结构的稳定性和磁性的微观机理的研究具有很重要的意义。本文在全电子水平上,基于广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论,采用全势能线性缀加平面波(FLAPW)+局域轨道(lo)方法,对具有ThMn12结构的金属间化合物YFe11M(M=Ti、Si、V等)的结构和磁性进行了分析,论文取得的结果主要有如下几点:
(1)分别计算了YFe12,YFe11Ti和Y2Fe17的生成能,首次定量地解释了实验中观察到的现象:具有ThMn12结构的纯的YFe12系统是不能稳定存在的,需要加入第三方元素(Ti、V、Si等)去取代系统某一晶位上的Fe原子,系统结构才能保持稳定。
(2)分别计算了Ti取代8i、8j、8f晶位上的Fe原子时,YFe11Ti系统的生成能,分析了Ti原子的最佳取代晶位,计算结果与前人的实验结果一致。分析了YFe11Ti系统的态密度和平均近邻原子数与系统磁性的关系,探讨了系统磁性的微观机理。
(3)对具有ThMn12结构的YFe11M(M=Al、S、Sc等)系统进行了分析,探讨了替代元素M的最佳取代晶位和系统磁性的变化规律,计算表明,当M为主族元素时,一般倾向于取代8i和8j晶位的Fe原子,当M为过渡族金属时,随着原子序数的增加,它的一般取代顺序为8i-8f-8j。最后分析了系统的电子态密度图像与系统磁性的关系。