Sm替代对DyMn6Ge6化合物磁性和磁电阻效应的影响

利用X射线衍射和磁化强度测量,研究了Dy1-xSMxMn6Ge6(x=0.2～1.0)化合物的磁性和输运性质.结果表明x≤0.4的样品主要由HfFe6Ge6型相构成;0.6≤x≤1.0的样品主要由YCo6Ge6型相构成.样品的点阵常数和单胞体积随着Sm含量的增加而增大,随着Sm含量的增加,样品发生反铁磁-亚铁磁-铁磁性转变.x=0.2,0.4的样品为反铁磁性,其奈尔温度分别为425,430K,并在50K下发生二次磁相转变.x=0.6,0.8,1.0的样品在磁场高达5T下的磁电阻曲线上的拐点可能是由于磁场对费米面的影响,也可能是由于磁矩和洛仑兹力对传导电子散射作用之间竞争的结果.     

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.     

Mn_5Ge_(3-x)Cu_x系列化合物的结构和二级相变特性

采用流动氩气电弧熔炼和高温退火法,制备了Mn5Ge3-xCux(x=0.0-0.2)化合物,并用粉末X-射线衍射研究了该系列化合物的晶体结构.结果表明:这些化合物都具有Mn5Si3型六角结构,空间群为P63/mcm;Cu对Ge的替代不改变化合物的晶体结构;晶格常数a和晶胞体积V随着Cu含量的增加而增加,而晶格常数c略微减小.用Lakeshore 7407型振动样品磁强计对每个化合物在低场(0.05T)下进行热磁测量,确定了居里温度和磁相变.结果表明,随着Cu含量的增加,化合物的居里温度几乎不变,其磁相变属于铁磁-顺磁二级相变.     

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．     

Fe-24Mn-Ge合金的顺磁-反铁磁及γ→∈马氏体转变

通过磁化率、电阻率和组织结构分析及形状记忆效应测定等手段研究了 Fe- 2 4 Mn- Ge合金顺磁 -反铁磁转变和 γ→ ε马氏体转变 .结果表明 :Ge降低尼耳温度 (TN)的同时增加合金的磁化率 ,尼尔点所对应磁化率峰值随 Ge含量的上升变高变尖 ,并促使合金由泡利顺磁性向具有局域磁矩的居里 -外斯顺磁性转变 .Ge还显著提高 Fe- 2 4 Mn合金奥氏体与 ε马氏体的电阻率 ,且提高 ε马氏体电阻率作用明显大于奥氏体 .Ge含量升高时 ,ε马氏体量明显减少 ,同一晶粒内 ε马氏体相互交截程度减弱 ,表明 Ge抑制 Fe- 2 4 Mn合金的 γ→ ε马氏体转变 ,但 Ge对 Fe- 2 4 Mn合金的形状记忆效应影响并不显著     

La_(0.67)Sr_(0.33)Mn_(1-x)Fe_xO_3体系的正电子湮没研究

采用固相反应方法制备了名义成分为La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0x0.2)的系列样品.利用X射线衍射、激光拉曼、正电子湮灭等实验手段并结合输运测量,对该系列样品进行了研究.结果表明,各样品均为正交钙钛矿结构;随着掺杂量的增加,样品的电阻率ρ急剧变大,绝缘体-金属转变峰随着掺杂浓度x的增加,峰值对应温度向低温区移动,这是由于样品内部晶体结构的变化所导致的.掺杂样品中缺陷及电子结构的变化与掺杂浓度密切相关,这主要是由于样品中的Mn3+被Fe3+所替代,部分Mn3+-O2-Mn4+铁磁双交换作用键被打断,样品中的铁磁与反铁磁作用的相互竞争以及样品内部电子局域化所形成的极化行为等因素的影响所导致的.     

Ni_(1-x)Mn_xO稀磁半导体的磁性研究

通过X射线吸收近边结构(XANES)、超导量子干涉仪和第一性原理计算研究了脉冲激光沉积法(PLD)制备的Ni1-xMnxO(0.01≤x≤0.05)薄膜的微观结构和磁学性质.X射线吸收近边结构表明,当x≤0.03时,掺杂的Mn替代了NiO晶格中的Ni原子,并且以混合价态(+2/+3)的形式存在.当x0.03时,掺杂的部分Mn离子形成了类Mn2O3杂相.磁性测量表明,随着Mn含量从0.01增加到0.03,Ni1-xMnxO薄膜的饱和磁矩从0.3μB/Mn增加到了0.45μB/Mn.基于第一性原理计算,我们提出Mn3+离子之间通过Ni空位表现出了铁磁性耦合,Mn2+离子之间则通过超交换作用表现出了反铁磁耦合.     

锰对铁基合金磁特性的影响

用穆斯堡尔谱对比X射线衍射和磁矩测量法研究5种铁基合金Fe₆₀Ni_40-xMn_x(x=0,5,10)和Fe₆₀N i_35-xMn_xCo₅(x=5,10)中Mn含量对合金磁特性的影响. 结果表明, 随着Mn含量的增加, 超精细场分布向低场转移, 磁态也由铁磁态向反铁磁态转变 , 得到了平均超精细场H_hf、 磁化强度M及相关Mossbauer参数随合 金试样平均电子浓度的变化关系.     

Y(Fe1-xCox)11.3Nb0.7化合物的室温饱和磁化强度Ms和室温各向异性场Ba

用脉冲强磁场测量法和奇点探测法 (SPD) ,研究了电弧炉熔炼方法制备的 1∶12型稀土过渡族金属间化合物Y(Fe1 -xCox) 1 1 .3Nb0 .7(x =0 .0 0 ,0 .0 5,0 .10 ,0 .15,0 .2 0 )多晶样品的室温磁特性 .研究结果表明 ,Y(Fe1 -xCox) 1 1 .3Nb0 .7系列化合物的室温 (30 0K)各向异性场Ba 和饱和磁化强度Ms,随Co含量的增加 ,都先增加后降低 .     

Mn_(1.3)Fe_(0.6)P_(0.5-x)B_xSi_(0.5)系列化合物的结构、磁性及电输运性能

运用机械合金化和固相烧结法制备Mn_(1.3)Fe_(0.6)P_(0.5-x)B_xSi_(0.5)(x=0,0.02,0.04,0.06)系列化合物样品,用X射线衍射和磁性测量对样品进行表征。XRD射线衍射表明,该系列化合物呈Fe_2P-型六角结构,空间群为■;磁性测量表明,该系列化合物发生铁磁到顺磁的相变,热滞随着B含量的增加而呈减小的趋势,居里温度随着B含量的增加而升高,最大等温磁熵变随着B含量的增加而减小。该系列化合物的电阻率具有循环稳定性。     

低磁场下获得巨磁热效应的GdSiGeZn合金

在研究Gd5Si2-xGe2Znx,Gd5Si2-zGe2-zZn2z系列合金的等温磁熵变和居里温度时发现,Zn的微量变化对合金的磁热性能影响很大.当x或者2z为0.001时,在1.5 T外加磁场变化下,其最大等温磁熵变分别为20.70 J/(kg.K)(x=0.001)和25.30 J/(kg.K)(2z=0.001),居里温度分别为284 K(x=0.001)和280 K(2z=0.001),其磁热性能远高于没有添加Zn元素的合金(5.03 J/(kg.K)).实验证明,微量元素Zn对Gd5Si2Ge2化合物的合金化处理,可使其在低磁场下的磁热效应得到巨幅提高,其最大等温磁熵变优于文献报道的铸锭合金Gd5(Si1-yGey)4及其他添加元素(如Ga,Sn,Cu,B,Al,Bi,Co,Fe,Ni,Mn,C,H等)替代Si或Ge时在5 T高外加磁场变化下的等温磁熵变.     

FeMnP_(0.83)Ge_(0.17)化合物声子谱与热力学性质的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法,研究了FeMnP_(0.83)Ge_(0.17)化合物晶格结构参数、声子模式及热力学性质随磁性状态和Ge原子占位的变化规律.铁磁(FM)态下Ge占不同的晶位时能量差ΔE_(1b-2c)较大,顺磁(PM)态下ΔE_(1b-2c)很小,说明在顺磁态下Ge原子占位偏好不明显.铁磁-顺磁相变过程中的声子模式演化强烈地依赖于Ge原子占位.Ge占1b晶位时,磁性相变引起声子模式强化,且振动熵变ΔS_(vib)为负值,Ge占2c晶位时声子模式软化因而ΔS_(vib)为较大正值,其数量级磁熵变相同.     

LaFe_(11.6-x)Co_xSi_(1.4)系列化合物的磁热效应

采用X射线衍射和磁性测量等方法,研究LaFe11.6-xCoxSi1.4(x=0.1,0.2,0.3)系列化合物的结构和磁性.结果表明:LaFe11.6-xCoxSi1.4(x=0.1,0.2,0.3)的主相为NaZn13型立方结构,空间群为Fm-3c;随着Co含量的增加,该系列化合物的居里温度TC升高,x=0.1时TC约为202.2 K,并且具有大的磁熵变;外加磁场为1.5 T时,磁熵变-ΔSm=16.1 J/(kg.K).大的磁熵变来源于TC处磁化强度的陡峭变化和TC以上磁场诱发的变磁转变.     

Fe-24Mn-Ge合金的顺磁-反铁磁及γ→ε马氏体转变

通过磁化率、电阻率和组织结构分析及形状记忆效应测定等手段研究了Fe-24Mn-Ge合金顺磁-铁磁转变和γ→ε马氏体转变。结果表明：Ge降低尼耳温度（TN）的同时增加合金的磁化率，尼尔点所对应磁化率峰值随Ge含量的上升变高变尖，并促使合金由泡利顺磁性向具有局域磁矩的居里-外斯顺磁性转变。Ge还显著提高Fe-24Mn合金奥氏体与ε马氏休珠电阻率，且提高ε马氏体电阻率作用明显大于奥氏体。Ge含量升高时，ε马氏体量明显减少，同一晶粒内ε马氏体相互交截程度减弱，表明Ge抑制Fe-24Mn合金的γ→ε马氏体转变，但Ge对Fe-24Mn合金的形状记忆效应影响并不显著。     

类钙钛矿化合物Ca(Mn3-xCux)Mn4O12的磁电阻效应

在常压和较低温度(1073K)下利用溶胶-凝胶法制备了成分为Ca(Mn3-xCux)Mn4O12的化合物,X射线衍射图表明当x≤1.5时化合物呈单一钙钛矿相.所有样品均未观测到金属-绝缘体转变,但随成份的改变有反铁磁-铁磁转变发生.它们的磁电阻随温度呈线性变化系.对x＝1.5的样品,在77K和3T磁场下的磁电阻可达37%.     

Mn_(1-x)Bi_xCoGe合金的马氏体相变和磁热效应研究

MnCoGe添加部分元素形成的四元合金能使其结构转变和磁转变发生耦合,在马氏体相变过程表现出明显的磁热效应,进一步得到更大的磁熵变.我们利用氩气保护下的电弧熔炼方法制备了Mn_(1-x)Bi_xCoGe (x=0, 0.03,0.04, 0.05, 0.055, 0.06)系列合金样品.实验结果表明,随着Bi元素掺杂量的增加,样品的结构转变温度(T_M)向低温方向移动. Mn_(0.945)Bi_(0.055)CoGe合金(价电子浓度e/a=6.63)在室温附近发生一级磁-结构转变,在外磁场改变量为5 T时,获得的磁熵变大小为36.8 J kg~(-1)K~(-1),说明Bi元素的掺杂能有效调控MnCoGe合金的马氏体相变温度和进一步提高磁熵变.     

Mn_（50）Ni_（39）Sn_（11-x）Al_x合金的磁相变及磁卡效应

Ni-Mn基铁磁Heusler合金的巨大磁卡效应使其在磁制冷方面具有良好的应用前景.磁熵变是磁卡效应的重要量度,根据麦克斯韦关系,磁熵变不仅与马氏体相变前后磁矩的变化大小△Msf有关,而且与马氏体相变温度跨度（Martensitic Transition Temperature Range,MTTR）有关.本文中,我们制备了Mn50Ni39Sn11△xAlx（x=0,1,2）系列合金样品,发现随着Al含量的升高,虽然△Msf减小,但MTTR随Al含量增加的减少更快,使得（△Msf/MTTR）值增大,从而获得较大的磁熵变△SM.以上结果表明除增大△Msf外,降低MTTR值也是提高材料磁卡效应的有效方法.     

La_(5/8)Ca_(3/8)Mn_(1-x)Co_xO_3(x≤0.1)体系电阻率低温最小值现象的散射机制

主要研究了La5/8Ca3/8Mn1-xCoxO3(x≤0.1)体系的低温电输运特性.在全温区,电阻率随温度变化曲线出现双绝缘—金属转变峰现象;各样品均在25 K附近存在一个有趣的低温电阻最小值现象,外加磁场可使其向低温区移动并产生抑制作用.通过对La5/8Ca3/8Mn1-xCoxO3(x≤0.1)样品在25 K附近的电输运特性进行的拟合分析,表明存在着弹性和非弹性散射过程的竞争,可用库仑相互作用和非弹性电子散射解释.拟合参数值的变化表明来自电子—电子、电子—声子及电子—磁子散射的共同作用,且电子—电子相互作用随着Co掺杂量的增加而增强,这与样品在低温下存在的铁磁—反铁磁相互竞争产生的团簇玻璃态有关.随着Co掺杂量增大,FM团簇减少且自旋冻结,使载流子局域化增强而导致电阻率增大.证明了与磁场和温度有关的电子散射进程引起电子的局域化效应乃是导致体系输运行为发生变化的主要原因.     

全d族Ni–(Co)–Mn–Cu–Ti合金马氏体相变、力学性能和磁性能的第一性原理计算

全 d 族 Ni–Mn–Ti 基 Heusler 合金作为一种新型的智能材料,因其丰富的物理性质被广泛关注。与传统 Ni–Mn 基合金不同,Ni–Mn–Ti 基 Heusler 合金的d–d轨道杂化取代p–d 轨道杂化,提高了合金的塑韧性,解决了传统Ni–Mn 基合金固有脆性大、力学性能差的问题。由于卓越的机械性能和相变过程中较高的熵变,Ni–Mn–Ti 基合金在超弹性和弹热制冷方面具有广阔的研究前景。Cu掺杂和Cu–Co共掺Ni–Mn–Ti 合金的研究很少,本文旨在为Ni–Mn–Ti 基合金的成分设计提供理论支持。本文通过第一性原理计算对Ni₂Mn_1.5?xCu_xTi_0.5 (x = 0.125, 0.25, 0.375, 0.5) 和 Ni_2?yCo_yMn_1.5?xCu_xTi_0.5 [(x = 0.125, y = 0.125, 0.25, 0.375, 0.5) 和 (x = 0.125, 0.25, 0.375, y = 0.625)]合金系的马氏体相变,力学性能和磁性能进行了系统研究。Ni–(Co)–Mn–Cu–Ti合金马氏体的形成能始终低于奥氏体的形成能,表明合金均能发生马氏体相变。Ni₂Mn_1.5?xCu_xTi_0.5 和 Ni_2?yCo_yMn_1.5?xCu_xTi_0.5 (y < 0.625)合金的奥氏体和非调制马氏体都是反铁磁态的,当y = 0.625时, Ni_2?yCo_yMn_1.5?xCu_xTi_0.5合金的奥氏体由反铁磁态转变为铁磁态,而马氏体保持反铁磁态,马氏体相变时合金会伴随磁性的突变,即发生磁—结构耦合现象,这是合金具有磁热效应的物理基础。掺Cu能降低Ni–(Co)–Mn–Ti合金的热滞后和各向异性。提高Mn的含量并且降低Ti的含量能提高Ni–Mn–Cu–Ti合金抗剪切和抗正应力的能力,但会降低韧性。就延展性而言,Ni–Mn–Cu–Ti 和 Ni–Co–Mn–Ti合金强于Cu–Co共掺合金。     

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。