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稀土掺杂对钴铁氧体电子结构和磁性能影响的理论研究 被引量:9

Theoretical study on the influence of rare earth doping on the electronic structure and magnetic properties of cobalt ferrite
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摘要 尖晶石型铁氧体是十分重要的磁性材料之一,具有独特的物理性质、化学特性、磁学特性和电子特性.其中尖晶石型钴铁氧体具有较好的电磁性质而被广泛应用.本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势法,结合广义梯度近似(GGA+U),研究了Co RE0.125Fe1.875O4(RE=Nd,Eu,Gd)体系的电子结构和磁性能.结果表明随着稀土元素从Nd到Gd掺杂体系晶胞的晶格常数呈递减趋势.磁性能依赖于稀土离子(RE3+)4f轨道未配对的电子数,掺杂Eu和Gd能够提高钴铁氧体体系的磁矩,主要因为它们3+价态离子具有较多未配对的4f电子,因而对磁性能的影响较大.然而Nd的掺杂对体系磁性能的影响很小,这是由于它的离子半径较大,导致晶格发生畸变. Spinel ferrite is one of the very important magnetic materials, having the unique physical properties, chemical properties, magnetic properties, and electronic properties. Co Fe2O4 is widely used due to their good electromagnetic properties. We have studied the electronic structure and magnetic properties of Co RE0.125Fe1.875O4(RE = Nd, Eu,Gd)by first-principles plane-wave pseudopotential method based on density functional theory(DFT), combined with the generalized gradient approximation(GGA + U) in this paper. Results show that the lattice constants of the compunds Co Fe1.875RE0.125O4(RE=Nd, Eu and Gd) will decrease due to the decreasing ionic radius of RE as the atomic number increases. Their magnetic properties depend on the unpaired 4f electrons of RE3+ions, and the net magnetic moment of Co Fe2O4 will increase with Eu and Gd doping, mainly because there are more unpaired 4f electrons in Eu3+and Gd3+. Thus the doping of Eu3+and Gd3+may have a greater impact on the magnetic properties of cobalt ferrite. The contribution from the doping of Nd is not remarkable on the magnetic properties, since the Nd3+ion, having a larger ionic radius, could distort the crystal structure of Co Fe2O4.
出处 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期446-451,共6页 Acta Physica Sinica
基金 国家自然科学基金(批准号:11304146 51401103) 江西省教育厅基金(批准号:GJJ13484)资助的课题~~
关键词 尖晶石型钴铁氧体 第一性原理 电子结构 磁性能 spinel cobalt ferrite first-principles electronic structure magnetic properties
  • 相关文献

参考文献27

  • 1Niizeki T, Utsumi Y, Aoyama R, Yanagihara H, Inoue J, Yamasaki Y, Koike H N, Kita E 2013 Appl. Phys. Lett. 103 162407. 被引量:1
  • 2汪金芝,方庆清.纳米Zn_(0.6)Co_xFe_(2.4-x)O_4晶粒的结构相变与磁性研究[J].物理学报,2004,53(9):3186-3190. 被引量:19
  • 3Murugesan C, Perumal M, Chandrasekaran G 2014 Physica B 44 853. 被引量:1
  • 4Shang Z F, Qi W H, Ji D H, Xu J, Tang G D, Zhang Xiao Y, Li Z Z, Lang L 2014 Chin. Phys. B 23 107503. 被引量:1
  • 5Li G M, Wang L C, Xu Y 2014 Chin. Phys. B 23 088105. 被引量:1
  • 6EI Hachimi A G, Zaari H, Benyoussef A, EI Yadari M, EI Kenz A 2014 J. Rare Earth 32 715. 被引量:1
  • 7He J Q, Wang Y, Yan M F, Pan Z Y, Guo L X 2013 Chin. Phys. B 22 027102. 被引量:1
  • 8Nikumbh A K Pawar R A, Nighot D V, Gugale G S, Sangale M D, Khanvilkar M B, Nagawade A V 2014 J. Magn. Magn. Mater. 355 201. 被引量:1
  • 9Zhao L J, Yang H, Zhao X P, Yu L X, Cui Y M, Feng S H 2006 Mater. Lett. 60 1. 被引量:1
  • 10Ben Tahar L, Artus M, Ammar S, Smiri L S, Herbst F, Vaulay M J, Richard V, Grenéche J M, Villain F, Fiévet F 2008 J. Magn. Magn. Mater. 320 3242. 被引量:1

二级参考文献12

  • 1Yang Z 1986 Magnetic Recording Physics (Lanzhou:Lanzhou University) p1-4,239-352 (in Chinese) [杨正 1986 磁记录物理(兰州:兰州大学) 第1-4,239-352页]. 被引量:2
  • 2Lee H J et al 2002 Appl.Phys.Lett. 81 4020 被引量:2
  • 3Jiang J S, Gao L, Yang X L, Guo J K, Jiang J Z and Shen H L 2002 Funct.Mater 31 593 (in Chinese) [姜继森、高濂、杨燮龙、郭景坤、Jiang J Z、沈鸿烈 2000 功能材料 31 593] 被引量:2
  • 4Lee S W et al 2002 Phys.Stat.Sol.(a) 189 889 被引量:2
  • 5Robert C.O.'Handley 1996 Modern Magnetic Materials Principles and Application (Beijing: Chemical Industry)p175-194,214-231(in Chinese)[R C 奥汗德利 1996 现代磁性材料原理和应用(北京:化学化工)第175-194,214-231页] 被引量:2
  • 6Zhang Y G 1988 Magnetic Materials (Chengdu:Institute of Electrommunication and engineering) p28-47 (in Chinese) [张有纲 1988 磁性材料 (成都:电讯工程学院) 第28-47,4页] 被引量:2
  • 7Fan X 1996 Metallic X-ray Physics (Beijing: Mechanical Industry) p103-122 (in Chinese)[范雄 1996 金属X射线学 (北京:机械工业)第103-122页] 被引量:2
  • 8Wan D F and Ma X L 1994 Magnetic Physics (Chengdu: Electrotechnology University) p377 (in Chinese) [宛德福、马兴隆 1994 磁性物理学(成都:电子科技大学)第377页] 被引量:2
  • 9邹路 汪雪 黄靖云 赵炳辉 叶志镇.物理学报,2003,52:935-935. 被引量:2
  • 10杨秀健,施朝淑,许小亮.纳米ZnO和ZnO∶Eu^(3+)的表面效应及发光特性[J].物理学报,2002,51(12):2871-2874. 被引量:23

共引文献19

同被引文献57

引证文献9

二级引证文献23

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