Sm、Nd、Co掺杂对锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)电子结构和磁性性能的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,结合广义梯度近似(GGA+U)研究锶铁氧体SrFe_(12)O_(19)、SmSrFe_(23)CoO_(38)、Sm_2Fe_(23)CoO_(38)、SrNdFe_(23)CoO_(38)和Nd_2Fe_(23)CoO_(38)的晶体结构、电子性质及磁性性质.结果表明:SrNdFe_(23)CoO_(38)和Nd_2Fe_(23)CoO_(38)晶格常数a,b均比未掺杂时的晶格常数略大,晶格常数c均比未掺杂时的晶格常数c略小;SmSrFe_(23)CoO_(38)和Sm_2Fe_(23)CoO_(38)晶格常数a,b,c均比未掺杂时的晶格常数略小.Sm掺杂对体系的磁矩几乎没有影响,掺杂后形成的SmSrFe_(23)CoO_(38)、Sm_2Fe_(23)CoO_(38)晶体磁矩分为37.981 9μB和38.973 4μB.掺杂后形成Nd_2Fe_(23)CoO_(38)的磁矩明显小于未掺杂时SrFe_(12)O_(19)的磁矩,其值为31.962 4μB,掺杂前后Nd磁矩均为0;而Nd掺杂后形成SrNdFe_(23)Co_(38)的磁矩为51μB,掺杂后体系磁性明显增强,其中Fe表现为高自旋态,磁矩为4.1μB,Co也表现为高自旋态,磁矩为3.9μB,Nd掺杂前没有磁矩,掺杂后被局域为高自旋态,磁矩高达4.95μB.

Effect of Sm,Nd and Co-doping on Electronic Structure and Magnetic Properties of Strontium Hexaferrite SrFe_(12)O_(19)