(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111305435.3 (22)申请日 2021.11.05 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区(西区) 西源大道 2006号 (72)发明人 蒋金秀　张妍宁　 (74)专利代理 机构 北京沃知思真知识产权代理 有限公司 1 1942 代理人 王妮 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变 调控规律的预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种铁基合金磁性材料的电 子性质及应变调控规律的预测方法， 涉及铁基合 金磁性材料技术领域， 包括以下步骤： 建立完全 无序型A2铁基合金超晶胞模型和部分无序性B2 型铁基合金超晶胞模型； 进行结构优化， 找到最 稳定的构型； 在基态结构的基础上对晶胞施加压 应变和拉应变， 计算出施加应变的结构的基态的 电子性质和基本磁性； 对未施加应变的结构与施 加应变的结构进行Bader电子计算、 电子态密度 占据情况与饱和磁感应强度等磁性的计算； 统计 分析两类铁基超晶胞模型和施加应变时的磁性 变化情况进行总结规律； 本发明提供， 利用最省 时省事的计算模拟， 模拟磁性材料磁性在应变作 用下磁性提高的机理， 为高磁性材料的设计探 路， 提高磁性 性能。 权利要求书1页 说明书7页 附图1页 CN 113935193 A 2022.01.14 CN 113935193 A 1.一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调控规律的预测方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： S1、 建立完全无序型A 2铁基合金超晶胞模型和部分无序性B2型铁基合金超晶胞模型； S2、 进行结构优化， 找到最稳定的构型； S3、 在基态结构的基础上对晶胞施加压应变和拉应变， 计算出施加应变的结构的基态 的电子性质和基本磁性； S4、 对未施加应变的结构与施加应变的结构进行Bader电子计算、 电子态密度占据情况 与饱和磁感应强度等磁性的计算； S5、 统计分析两类铁基超晶胞模型和施加应变时的磁性变化情况， 总结出一定的规律 性。 2.根据权利要求1所述的一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调 控规律的预测方 法， 其特征在于， 所述S1 ‑S5中采用密度泛函理论进行计算A2铁基合金超晶胞模型和部 分无 序性B2型铁基合金超晶胞模型。 3.根据权利要求2所述的一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调 控规律的预测方 法， 其特征在于， 所述密度泛函理论包括有Born ‑Oppenheimer近似、 Hartree ‑Fock近似、 Hohenberg ‑Kohn定理和Kohn ‑Sham方程。 4.根据权利要求3所述的一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调 控规律的预测方 法， 其特征在于， 所述Kohn ‑Sham方程中采用交换相关泛函中的广义梯度近似计算。 5.根据权利要求1所述的一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调 控规律的预测方 法， 其特征在于， 所述S2中通过 结构的迭代， 找到能量 最低情况 下的晶体结构。 6.根据权利要求1所述的一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调 控规律的预测方 法， 其特征在于， 所述S 3中通过改变晶格系数来模拟压应变和拉应变的作用， 再通过结构优 化找到稳定的 晶体结构。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113935193 A 2一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调控规律的预测 方法 技术领域 [0001]本发明涉及铁基合金磁性材料技术领域， 尤其涉及一种铁基合金磁性材料的电子 性质及应 变调控规 律的预测方法。 背景技术 [0002]磁性材料是功能材料的重要分支， 磁性元器件具有转换、 传递、 处理信息、 储存能 量等功能， 广泛应用于电子、 电力、 通讯设备、 医疗卫生、 军工等行业， 尤其在信息技术行业 扮演着不可替代的角色。 铁基合金具有丰富的物理性质和丰富的原料存储量， 一直处于凝 聚态物理和材料科学领域研究的前沿。 大部分的应用是基于它高的机械性能， 单在磁性电 子器件方面的研究暂时不多。 [0003]信息技术总是向着更小、 更轻薄及多功能、 数字化、 智能化的方向发展， 这对磁性 材料的性能提出了更高的要求， 要求磁性材料不仅具有更大 的容量、 更小型化、 高速度， 还 要求具有稳定性、 抗氧化性、 抗结构波动性和低成本等特点。 目前常见的磁性材料包括硅 钢、 镍铁、 钴铁、 非晶合金和铁氧体已经其派生物， 其中硅钢的应用是最为广泛的， 但硅钢的 空载损耗较大， 铁基非晶合金 的空载损耗仅为同规格取向性硅钢的25％， 空载电流也下降 了， 负载损耗基本相同， 具有明显的节 能和环保作用； 但非晶合金铁芯的饱和 磁密度很低， 仅为硅钢的80％， 故同容量的铁芯体积要增大。 在工艺上有效提高铁基非晶合金的饱和 磁 密度成为磁性材 料的研究热点。 [0004]应变和掺杂是调节材料电子结构的有效方法， 经常被应用到磁性材料的性能调控 研究中； 材料的电荷、 自旋和晶格三者之间存在耦合效应， 所以拉伸或者压缩晶格也可以调 节体系的磁性； 材料的磁致伸缩效应会导致磁性薄膜的磁化状态乃至输运性质随着 应力应 变而发生变化。 近年， 研究人员发现拉伸应变作用下的磁性材料发生了结构的相变， 对应于 结构相变， 磁性材料中的某些磁性会在原子之 间传递或者使某些低磁矩原子的磁矩大幅提 升， 能实现铁磁态和反铁磁态之 间的相互转变； 本发 明基于第一性原理方法计算， 系统的研 究了铁基合金磁性材 料的电子性质及应 变调控规 律。 发明内容 [0005]本发明提供一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调控规律的预测方法， 解决 了上述提出的技 术问题。 [0006]为解决上述技术问题， 本发明提供的一种铁基合金磁性材料的电子性质及应变调 控规律的预测方法， 包括以下步骤： [0007]S1、 建立完全无序型A2铁基合金超晶胞模型和部分无序性B2 型铁基合金超晶胞模 型； [0008]S2、 进行结构优化， 找到最稳定的构型； [0009]S3、 在基态结构的基础上对晶胞施加压应变和拉应变， 计算出施加应变 的结构的说　明　书 1/7 页 3 CN 113935193 A 3