J. Phys. France 40, 763-771 (1979)
DOI: 10.1051/jphys:01979004008076300

Density of states and magnetic properties of the rare-earth compounds RFe2, RCO2 and RNi2

M. Cyrot et M. Lavagna

Laboratoire Louis Néel, C.N.R.S., 166X, 38042 Grenoble, France

Abstract
The density of states of yttrium compounds YM2 (M = Fe, Co, Ni) is calculated within a tight-binding scheme. Using the Stoner model, conclusions are drawn about their magnetic and electronic properties. In YCo2, we show that one has to introduce paramagnon effects in order to explain the electronic properties. The additional d-f interaction introduced by rare-earth atoms (R) in RM2 is treated with a Hartree-Fock approximation. Little change is obtained in iron and nickel compounds. Conversely, in RCo 2 compounds, the exchange field due to the rare-earth atoms can produce collective metamagnetism as described by Wohlfarth and Rhodes [1] and cobalt becomes magnetic. This effect stems from the position of the Fermi level of these compounds in a steep decrease of the density of states. Curie temperature, order of the transition and effect of an external magnetic field are studied following this method. Other consequences are drawn from the model.

Résumé
La densite d'états des composés d'yttrium YM2 (M = Fe, Co, Ni) est calculée dans l'approximation des liaisons fortes. L'utilisation du modèle de Stoner permet d'en déduire leurs propriétés électroniques et magnétiques. Dans YCo2, nous montrons qu'il importe d'introduire les effets des paramagnons pour expliquer leurs propriétés électroniques. L'interaction supplémentaire d-f introduite par les atomes de terres rares (R) dans RM2 est traitée dans une approximation Hartree-Fock. On a peu de changement pour les composés de fer et de nickel. Au contraire, dans les composés RCo2, le champ d'échange dû aux atomes de terres rares peut produire un métamagnétisme collectif comme celui décrit par Wohlfarth et Rhodes [1] et le cobalt peut devenir magnétique. Cet effet vient de la position du niveau de Fermi de ces composés dans une large décroissance de la densité d'états. La température de Curie, l'ordre de la transition, l'effet d'un champ magnétique externe sont étudiés de la même façon. D'autres conséquences sont tirées du modèle.

PACS
7120 - Electron density of states and band structure of crystalline solids.
7520E - Metals and alloys.
7530K - Magnetic phase boundaries (including magnetic transitions, metamagnetism, etc.).

Key words
cobalt alloys -- Curie temperature -- electronic density of states -- ferromagnetic paramagnetic transitions -- iron alloys -- metamagnetism -- nickel alloys -- paramagnetic properties of substances -- tight binding calculations -- yttrium alloys