Fe_4N电子结构及其磁性

铁粉在高温氮化氛围下能够形成强磁性铁氮化合物Fe_4N,为了研究其材料中不同占位Fe的磁性差异,文中运用基于密度泛函理论下的第一性原理平面波赝势方法,通过实验上测量出的空间结构群、晶格常数和原子坐标来建立Fe_4N晶体结构,然后进行几何优化。由最稳定的几何构型,计算出了电子结构和磁性的大小。结果表明:N、顶角Fe(Ⅰ)和面心Fe(Ⅱ)的磁矩大小分别为0. 06,2. 94和2. 32μB.根据Mulliken电荷分布情况,详细分析了各位置原子特别是Fe的磁矩来源情况。可以看出,面心处的Fe(Ⅱ)磁矩大小明显要弱于顶角处Fe(Ⅰ),这个数据与实验和其他人的计算结果都符合得很好,证明本计算结果是有效的。通过分析各原子的自旋劈裂态密度图,发现Fe(Ⅰ)和Fe(Ⅱ)都出现了不同程度的自旋劈裂,在费米能级附近,Fe(Ⅰ)劈裂更明显,这很好地解释了顶角Fe(Ⅰ)有较大磁矩。由于中心N和面心Fe(Ⅱ)之间存在着比较强的共价作用,远大于N和顶角Fe(Ⅰ)之间的相互作用力,从而导致不同位置Fe的磁性强弱不同。     

具有Fe4N结构双子格与四子格BC模型的比较研究

以Fe4N结构为原型,构建了双子格和四子格两种BC模型。采用平均场理论,推导出两种系统的磁矩和自由能计算公式,得出了两种系统的磁矩公式和自由能公式完全等价的结论。     

Fe1-xCox合金电子结构和磁性的理论研究

Fe1-xCox合金的磁性强烈依赖于合金的结构以及合金中Fe、Co的含量．该文从第一性原理出发,应用线性缀加平面波(LAPW)的方法,计算了Co含量分别在x=0．00,0．25,0．50,0．75,1．00时合金的电子结构和磁性．随着x值的增大,合金中原子总的平均磁矩和Fe原子的平均磁矩都呈现出先增加后减小的趋势,而Co原子磁矩在不同成分下基本保持不变．计算结果和试验结果较好地解释了Fe1-xCox合金的磁学性质．     

团簇Co_2FeBP的磁性

对团簇Co2Fe BP中Co、Fe原子的平均磁矩进行研究分析,结果表明:Co、Fe原子的平均磁矩均小于其理论计算值和实验观测值,B、P原子的引入降低了Co、Fe的磁性;多重度对Co、Fe原子的平均磁矩影响较大,但对其改变量大致相同;随着各构型稳定性的降低,在单重态下,Co、Fe原子的平均磁矩出现振荡性变化,在三重态下,Co原子的平均磁矩呈振荡性,而Fe原子呈单峰状;Co原子的平均磁矩在不同多重度下均变化不大,这与文献报道相一致;构型4(3)的Co原子平均磁矩最大,构型3(3)的Fe原子平均磁矩最大。     

Fe/Mo(110)的多层Fe的结构和磁性的研究

使用基于密度泛函理论的第一性原理VASP程序包研究了Mo(110)表面的双层Fe的磁性。计算表明,在Fe／Mo(110)／Fe的单层和双层Fe的磁性有较大的变化。吸附单层的Fe的磁矩达到了2.59μB,而附加了双层的Fe的磁矩变化更大,最外层的磁矩比体结构的磁矩增大了27.7％,为2.81μB,内层与Mo的接触层磁性也增大了6％。这主要是来自层间有反铁磁交换相互作用和结构畸变产生的结果。     

铁氮化合物Ising模型的相变研究

在考虑最近邻相互作用下,对类Fe4N结构的混自旋Ising模型,采用平均场理论,推导出系统的磁矩和自由能公式,并利用数值计算方法,给出了系统的磁化曲线和相图。发现了非常丰富的相变现象,特别是一级相变现象和重入现象,较全面地分析了系统的相变规律。     

TbFe10.5-xMnxMo1.5化合物的结构和磁性

用X射线和磁性测量研究了Mn替代Fe对TbFe10.5-xMnxMo1.5型金属间化合物的结构和磁性的影响。X射线衍射表明：TbFe10.5-xMnxMo1.5(x=1．5，2．0，3．0，4．0，5．0)化合物均为TnMn12型四方结构，晶格常数和单胞体积均随Mn含量增加而增大。磁性测量表明：TbFe10.5-xMnxMo1.5（x=1．5，2．0，3．0，4．0，5．0)化合物的居里温度和过渡金属次晶格磁矩随Mn含量的增加而逐渐降低；x=3．0化合物的热磁曲线上出现一个非零磁矩的类似补偿点；在4．5K温度下，化合物的饱和磁矩随Mn含量的增加而缓慢减小；x=3．0时达到最小值，然后又随Mn含量的增加而迅速增大。     

Fe—C马氏体硬度的价电子结构分析

根据固体和分子经验电子理论,同时考虑键距差和磁矩差,建立了Fe-C马氏体的价电子结构．假设马氏体是由含C的和不含C的两种结构单元自由组成．不含C单元中的Fe原子处在与α-Fe相似的A型杂化第8阶上,则晶格常数、平均磁矩、最强键上的共价电子对数分别为a     

高压方法合成α″-Fe16N2

用同步还原氮化技术制备的Fe、Fe4N混合纳米颗粒和Fe／Fe4N核壳复合纳米颗粒分别作为前驱体，再经高压加温后合成了含有高饱和磁化强度的α″-Fe16N2相，采用X-射线衍射仪(XRD)表征样品的结构，研究了高压下温度及前驱体对合成α″-Fe16N2相的影响，其磁性用振动样品磁强计(LakeShore VSM)在室温下进行测量，实验结果表明：混合的Fe-Fe4N纳米颗粒和复合的核壳结构Fe／Fe4N颗粒在高压下均有可能发生相变，压力为6GPa时，当温度在400℃、500℃Fe和Fe4N仅仅发生晶粒细化，没有相变；当温度高于600℃时，可使Fe和Fe4N两相之间发生固相反应，产生了α″-Fe16N2等新的相．但用混合的Fe-Fe4N作为前驱体时会发生氧化，而高压复合的Fe／Fe4N前驱体则不会发生氧化．采取不同的氮化时间，可获得不同比例的α-Fe/γ′-Fe4N前驱体，在高温高压作用下可得到不同含量的α″-Fe16N2。本对实验结果也进行了初步解释。     

金属间化合物SmFe11-xMnxTi的结构和磁性

研究了Mn部分替代SmFe11-xMnxTi中的Fe对化合物结构和磁性的影响,利用真空电弧熔炼和真空热处理制备了SmFe11-xMnxTi（x=2．0,3．0,4．0,5．0,6．0）化合物样品,室温粉末样品的X射线衍射扣热磁曲线测量表明：2．0≤x≤6．0成分范围内的SmFe11-xMnxTi化合物具有ThMn12型结构,且具有良好的单相性．随着Mn替代量的增加,单胞体积增大,所有上述成分范围的化合物都存在自发磁化现象,SmFe11-xMnxTi化合物的居里温度随Mn替代量的提高迅速下降,化合物在4．4K温度下的饱和磁矩和过渡金属次晶格磁矩随Mn替代量的增加而单调减小。     

过渡金属掺杂对γ′-Fe_4N的热稳定性和磁性的影响

利用第一性原理密度泛函理论,对不同过渡金属M(M=Mn,Co,Ni)掺杂γ′-Fe4N的结构进行焓值计算.结果表明:以MnFe3N/Fe2,CoFe3N/Fe2和NiFe3N/Fe1为掺杂结构的能量最稳定,且均呈铁磁性;掺杂过渡金属元素的原子序数越小,体系的能量越低,材料的结构越稳定;随着压强的增加,掺杂元素替代面心不等价Fe位可有效减小压强对材料磁性的影响,使材料在更大压强区间内保持强铁磁性,衰减速率相对较低.     

轴上吡啶配位的含酰胺基的新型Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)配合物的合成及性能研究

本文合成了二种新的铜(Ⅱ)和铁(Ⅲ)配合物,Na_2[Cu(CHBen)(Py)_2]·H_2O和Na[Fe(CHBen)(Py)_2](CHBenH_4:N,N′-双-(3,5-二氯-2-羟基苯酰)-乙二胺;Py:吡啶)。经元素分析,红外,电子光谱,电导,磁矩及顺磁共振谱(ESR)等测定已推定二配合物中Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的配位环境均为畸变八面体,Fe(Ⅲ)为高自旋态。文中指派了Na_2[Cu(CHBen)(Py)_2]·H_2O的d-d带归属,并对其ESR谱及有效磁矩进行了讨论。     

Ga原子对Fe-Ga合金原子磁矩的影响

研究了Fe-Ga合金中Ga原子对合金的平均原子磁矩的影响.Fe中掺入Ga原子后,并不是简单的"稀释"作用.与纯Fe的原子磁矩相比,Fe-Ga合金中平均原子磁矩减小的同时,在低Ga含量范围,Fe原子的磁矩随Ga含量的增加而增大;当Ga含量大于17%(原子分数)时,Fe原子磁矩随着Ga含量的增大而减小.     

过渡金属原子链对双层石墨烯纳米带的电磁性质的调控

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统地研究了过渡金属(TM=V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni)原子链对AB型双层石墨烯纳米带(BGR)结构和电磁性质的调控规律。所有吸附体系都能够形成稳定结构[GTMG]。对于不同TM,V吸附BGR体系最为稳定。对于原子链吸附在BGR不同位置,边缘吸附时稳定性最高。电荷从TM原子链转移到近邻碳原子,形成的离子键有助于增强复合体系的稳定性。TM原子链吸附在BGR不同位置上,导致了不同的电子结构和磁性。形成的复合体系中[GCrG]2、[GCrG]4、[GMnG]2、[GMnG]4、[GFeG]1和[GCoG]2体系具有半金属特性,其他体系具有半导体或金属性质。Ni原子吸附体系的磁矩为零。V原子链吸附在纳米带最边缘位置时磁矩较小,其他位置的磁矩均为零。复合体系[GTMG](Mn、Fe、Cr、Co)的磁性较强且其磁矩大小按照Mn、Fe、Cr、Co的顺序降低,原子链中两个不同位置(A类和B类)原子的磁矩呈现明显的边缘效应。研究结果表明,结构稳定性、电子性质和磁性均与双层石墨烯纳米带的边缘效应有关,这种边缘效应带来了丰富的电磁性质,能够扩展石墨烯的应用范围。     

Mossbauer spectra and magnetic properties of amorphous (Fe_(1-x)Co_x)_(77.5)Nd_4B_(18.5) alloys

本文研究了非晶合金(Fe_(1-x)Co_x)_(77.5)Nd_4B_(18.5)(0≤X≤1.O)的~57Fe穆斯堡尔谱和磁的特性.假设Co原子磁矩保持1.21μB,则Fe原子磁矩随着含量X的增加而增加.Fe磁矩的增加与Fe的平均超精细场的增加是一致的.当Co含量在x=0.7时居里温度达最大值,在室温下,晶体化的FeCoNdB合金在Co含量较小时有高的矫顽场和能积.     

不同温度下Nd_2Fe_(14)B永磁体畴壁中磁矩的转向公式

考虑二级磁晶各向异性常数 ,精确地推导出了自旋重取向温度以上的Nd2 Fe14 B磁体 180°畴壁中磁矩的转向公式和自旋重取向温度以下的Nd2 Fe14 B磁体畴壁中磁矩的转向公式。这些公式也适用于具有类似Nd2 Fe14 B结构和性质的其它永磁体。     

金属间化合物ErFe11-xMnxTi的结构和磁性

研究了Mn部分替代ErFe11Ti中的Fe对化合物结构和磁性的影响，利用真空电弧熔炼和真空热处理制备了ErFe11-xMnxTi（x=1.5,2.0,3.0.4.0,5.0,6.0)化合物样品，室温粉末样品的X射线衍射和热磁曲线测量表明：2．0≤x≤5.0成分范围内的ErFe11-xMnxTi化合物具有ThMn12型结构，且具有良好的单相性，随着Mn含量的增加，晶格常数以及单胞体积增大，在ErFe3Mn2Ti化合物的热磁曲线上观察到了自旋重取向转变，随着Mn含量的增加，居里温度单调降低，过液金属次晶格磁矩单调减小，化合物在4．4K温度下的饱和磁矩随Mn含量的增加而逐渐减小，在x=3.0附近的某一成分点为零，而后随Mn含量的继续增加而增大。     

面心立方结构Fe0.1Co0.9/Al2O3纳米复合材料结构和磁性研究

采用溶胶—凝胶法及在氢气中还原的工艺得到面心立方结构的Fe0.1Co0.9/Al2O3纳米复合粉末,利用X射线衍射、透射电子显微镜、振动样品磁强计对样品微观结构和磁性进行了研究.结果表明FeCo合金以面心立方结构存在于纳米复合材料中.由于Co的掺入,FeCo合金的晶粒尺寸下降而晶格常数增大.另外,由于磁矩和晶粒尺寸的变化导致FeCo合金的饱和磁化强度下降而矫顽力增加.     

纳米晶(Fe,Cr)-N的制备与磁性

在氮气气氛下,球磨Fe80Cr20得到纳米晶(Fe,Cr)-N单相.通过X射线衍射分析,可知其为立方岩盐型CrN晶体结构.直到773K纳米晶还保持单相,在更高的温度分解为(Fe,Cr)-N和Fe-Cr固溶体.由于Fe原子和N原子的结合,Fe原子的内秉磁矩被消减.     

不同温度下Nd2Fe14B永磁体畴壁中磁矩的转向公式

考虑二级磁晶各向异性常数,精确地推导出了自旋重取向温度以上的Nd2Fe14B磁体180°畴壁中磁矩的转向公式和自旋重取向温度以下的Nd2Fe14B磁体畴壁中磁矩的转向公式.这些公式也适用于具有类似Nd2Fe14B结构和性质的其它永磁体.