Npj Comput. Mater. : 稀土磁体预测老“翻车”？可能电子排错队、原子“身材”大走样！

本文探讨了稀土材料在高性能永磁体等科技领域的重要性，特别是磁晶各向异性（MA）对其性能的关键影响。尽管密度泛函理论（DFT）在材料科学中广泛应用，但在稀土材料中，DFT预测结果常与实验不符，主要归因于4f电子的高度局域性和强关联特性。美国能源部埃姆斯国家实验室的研究团队发现，DFT中未正确处理4f电子排布，违背了洪德定则，导致电子云分布错误。他们提出了一种解决方案，即在DFT计算中强制要求4f电子遵守洪德定则，成功复现了实验观测的磁化行为。此外，团队还提出了一种基于微扰理论的方法，为高通量材料设计提供了实用工具。研究表明，只要确保4f电子占据状态符合物理规律，DFT方法即可准确描述稀土磁各向异性，为高精度稀土材料计算框架的构建迈出了关键一步。