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RCo5型钴基稀土永磁材料具有独特的物理性质:高居里温度,强的磁各向异性和饱和磁化强度,这些性质的变化与Co-3d巡游电子和稀土元素4f局域电子的关联密切相关。近年来,由于航空航天等高技术的需要,具有高居里温度的钴基稀土永磁材料引起了人们的兴趣。YCo5作为RCo5型化合物的一员,钇元素不含4f电子,是典型的稀土永磁材料的代表。用非磁性元素替代钴原子后,体系结构及磁性发生的变化,引起了科研工作者广泛的关注。 本文采用基于密度泛函理论的投影缀加波赝势方法的MedeA-VASP程序,利用广义梯度近似(GGA+PBE)的模拟方法,计算了YCo5-xGex体系在不同掺杂情况下的电学和磁学性质。 首先,本文对未掺杂的YCo5的基态结构进行了优化,得到的品格参数、材料总磁矩及Co-3g、 Co-2c两个不等价位置的磁矩,与实验值十分相近。由YCo5的态密度图可知,该材料的磁性为铁磁性。 然后,本文分别计算了Ge掺杂量为x=1和x=0.5时体系性质的变化。计算结果表明:随着掺杂量的增加,体系的几何参数c/a变大,这是由于掺杂元素的原子半径大于钴原子半径。同时,掺杂后体系磁矩明显减小,主要是由于Co-3d电子与掺杂的Ge元素的4p电子杂化,使得Co-3d电子间的相互作用减弱。与Si、Ga、Al掺杂情况相比,表明磁矩减小的程度与掺杂物质的价电子数目多少及几何结构有关。当掺杂量为x=0.5时,YCo4.5Ge0.5体系的磁矩变化比较特殊:Co-2c位的磁矩约为Co-3g位的一半,进一步表明体系磁矩的变化与结构参数c/a值相关。