磁性化合物R2Fe17Nx（R=Er,Tm）自旋重取向的理论解释

用单离子模型计算了化合物R_2Fe_(17)N_x(R=Er,Tm)中稀土离子R~(3+)的磁晶各向异性稳定能随温度的变化关系。并考虑到铁次晶格的各向异性稳定能随温度的变化关系,成功地解释了化合物R_2Fe_(17)N_x(R=Er,Tm)中出现自旋重取向的现象。     

稀土化合物R2Fe14B晶场系数的计算

本文采用F.Herbst定义的原子坐标计算了R_2Fe_(14)B(R=Ce,Sm,Pr,Nd,Tb,Dy,Er,Tm)的晶场系数.对未见报导R原子坐标的R_2Fe_(14)B化合物用Pr_2Fe_(14)B中的Pr的坐标(R是轻稀土时)和Dy_2Fe_(14)B中Dy的坐标(R是重稀土时)进行了计算,并将计算结果和已见报导过的文献数据进行了比较.     

稀土永磁材料RnFemMk化合物中的磁耦合作用

本文用二格点分子场理论（MFT）分析了RFe_3，R_6Fe_23，R_2Fe_14B和RFe_10V_2（R＝稀土元系）稀土永磁材料中的Fe－Fe，R－Fe和R－R相互作用。计算了各种稀土（R＝Gd，D_Y，Tb，Ho，Er．Tm）铁化合物中的Fe—Fe，R－Fe和R－R相互作用对居里温度的贡献。结果表明，对于RFe_3，R_6Fe_23和R_2Fe_14B化合物，Fe－Fe相互作用对居里温度的贡献T_FF随稀土元素的原子序数的增大而减小；对于某些化合物，R—Fe磁耦合作用和R－R磁耦合作用对居里温度的贡献（T_RF和T_RR）有相同的量级。本文的计算值T_RF，与强磁场对自由粉末样品的测量结果基本一致。     

R_2Fe_(14)B中R~(3+)离子的二阶晶场

R_2F_(14)B(R=Pr,Nd,Sm,Dy,Er,Tm和Yb)中R~(3+)离子的二阶晶场参数A_(20)可由室温磁化曲线和自旋重取向转变温度估计。R_2Fe_(14)B的哈密顿量为这里,K(Fe,T)是一个铁原子的磁各向异性常数,其数值取自文献[1],其它符号具有通常的意义。交换场H_(ex)正比于m(Fe,T)和文献[2]报道的分子场系数。对于R=Gd,2μ_BH_(ex)的估计值为350K[3]。除了R=Sm以外,A_(22)项均被忽略。通过拟合室温磁化     

Fe2P型Fe-P-Si化合物的磁性、磁热效应和磁晶各向异性的研究

主要研究Fe_(1.90)(P_(1-x)Si_x)(x=0.10,0.20,0.25,0.27)系列化合物的磁性、磁热效应和磁晶各向异性。结果表明,Si替代P对化合物的磁热效应影响不大,但可将化合物居里温度提高至x=0.27时的514K,且保持较强的磁晶各向异性。XRD图谱表明化合物的结构为Fe_2P型的六角结构,空间群为P-62m。经磁场取向处理后,化合物的002峰强增强,表明化合物的易磁化方向为c轴。从磁化曲线可以看出,沿外加磁场取向的化合物更易达到饱和磁化。与Fe_2P相比较,少量Si的掺杂不仅提高了化合物的居里温度,同时观察到了适量的剩磁和矫顽力。     

Nd~(3+)的稳定能与晶场参数及磁交换作用的关系

基于单离子模型,通过对Nd3+磁晶各向异性哈密顿数值的求解,研究了温度趋于0 K时,Nd3+离子稳定能与晶场参数及磁交换作用的关系.结果表明,对于强磁物质(如NdCo5,Nd2Co17,Nd2Fe14B等),Nd3+贡献的稳定能与晶场参数B20近似成正比,而对磁交换作用的变化不敏感.     

Sm2Fe17Cx化合物磁晶各向异性计算

用单离子模型计算了不同温度下Sm2Fe17Cx化合物磁晶各向异性场，结果与实验基本吻合.这表明用单离子理论解释Sm2Fe17Cx磁晶各向异性是比较成功的.     

R2Fe17—XAlXNy（R=Pr,Nd）化合物的结构和磁性

研究了Al替代和渗N对二元合金R_2Fe_(17)(R=Pr,Nd)的结构和磁性的影响。X射线衍射表明所有的母合金及其氮化物都结晶为Th_2Zn_(17)型结构。Al替代Fe和渗氮都使晶胞体积增大。R_2Fe_(17-X)Al_X化合物的居里温度随x增大,但R_2Fe_(17-X)Al_X(Al_X)N_Y化合物的居里温度比纯R_2Fe_(17)N_Y化合物的居里温度要低。室温饱和磁化强度随x减小,而且R_2Fe_(17-X)Al_XN_Y化合物的易磁化方向仍在基面内。     

M型(Ca_xSr_(1-x)Fe_(12)O_(19))与W型(Ca_xSr_(1-x)Fe_(18)O_(27))六角铁氧体的研究

Ca离子在M型(Ca_xSr_(1-x)Fe_(12)O_(19))和W型(Ca_xSr_(1-x)Fe_(18)O_(27))六角铁氧体中的最大固溶量X_m≈0.5,在固溶量范围内,Ca~(2 )离子代换Sr~(2 )离子对本征磁性能如居里温度θ_f,比饱和磁化强度σ_s,以及磁晶各向异性场H_A没有明显的影响,因此有可能在不使这两种类型的钙锶铁氧体的磁性能变坏的情况下降低成本。     

轻稀土Ce、La取代六角铁氧体的制备和磁性

本文用化学共沉淀方法和空气烧结制备了M型和W型六角铁氧体Ce_xBa_(1-x)Fe_(12)O_(19)=Ce_xM,Ce_xBa(1-x)Fe_(18)O_(27)=Ce_xW和La_xBa_(1-x)Fe_(18)O_(27)=La_xW。测量了它们的饱和磁化强度、居里温度和磁晶各向异性场。讨论了Ce取代的W型铁氧体中Ce~(3 )和Fe(3 )间的交换作用以及W型铁氧体中的磁各向异性问题。     

Sm2Fel7-xGaxCy化合物磁晶各向异性的晶场分析

用单离子模型晶场理论计算了Ｓｍ２Ｆｅ１７－ｘＧａｘＣｙ化合物的磁晶各向异性场随温度和Ｇａ、Ｃ含量的变化关系,讨论了不同晶位的Ｇａ原子和间隙位Ｃ原子对磁晶各向异性的贡献。从而解释了Ｇａ原子对Ｓｍ２Ｆｅ１７－ｘＧａｘ和Ｓｍ２Ｆｅ１７－ｘＧａｘＣｙ化合物磁晶各向异性的影响。     

两个氰根桥连异双核DyCr配合物的合成和磁性研究

具有大的自旋基态和磁各向异性的Dy~Ⅲ离子在很多构筑的单分子磁体中能够较好地显示单离子磁弛豫性质,通过在Dy~Ⅲ离子配合物中引入3d过渡金属离子构筑3d-4f化合物,可探究不同金属离子之间的磁相互作用以及过渡金属离子对Dy~Ⅲ离子化合物磁性能的影响.采用六氰合铬酸根作为氰根前驱体和具有相似结构的含氧有机物作为辅助配体,以溶剂挥发法与稀土Dy~Ⅲ离子构筑了两种局部配位几何结构为三角十二面体(D_(2d))的氰根桥连3d-4f异双核配合物1DyCr和2DyCr.对配合物1DyCr和2DyCr进行了结构表征、热稳定性测试和磁学性质探究,热稳定性测试结果表明化合物具有较好的热稳定性,磁性研究表明化合物1DyCr具有较大的磁各向异性,而两个化合物中Dy~Ⅲ与Cr~Ⅲ离子之间可能存在较强的反铁磁相互作用,导致产生较强的磁化强度量子隧穿(QTM)效应而不表现出磁弛豫行为.     

关于(3d)~n 离子〈r~2〉、〈r~4〉的Slater函数计算值

一、引言在应用晶场理论对磁性物质的光谱项、单离子模型磁晶各向异性以及各向异性 g-因子进行计算时,所要引用的重要参数是离子的〈r~2〉、〈r~4〉值,它们被定义为〈r~n〉=integral from 0 to ∞ ([R(r)]~2r~nr~2dr) (1)其中 R(r)是(3d)~n 离子的电子波函数的径向部分。由于目前对(3d)~n 离子的电子波函数还无法完全确定。因此,关于〈r~2〉、〈r~4〉的取值通常采用 Slater 函数计算或 Watson 函数计算。一般地说,用 Watson 函数计算的〈r~2〉、〈r~4〉能较好地解释晶场的精细结构;而用 Slater 函数计算的〈r~2〉、〈r~4〉则与晶体电场大体符合。M.C.Kibier 曾于1968年用     

稀土——过渡金属化合物的晶场参数计算公式的推导

利用点电荷模型的晶场理论,讨论了稀土——过渡金属化合物晶场参数的计算方法。区分了4f电子有效半径内外的电荷分布对晶场参数的贡献,指出在稀土——过渡金属化合物的磁晶各向异性的分析中,应该考虑正弦Stevens等效算符的贡献。     

Nd2T14B（T=Fe,Co）自旋再取向现象的分析

本文用多离子晶场方法分析了Nd_2T_(14)B的自旋再取向现象,并计算了低温下Nd_2T_(14)B的磁结构。用数值拟合方法得到了一组晶场系数,自旋方向在低温和C轴的夹角和自旋再取向的温度,它们和实验值相符。并由计算求得了低温下Nd离子的磁距。     

Tm_2 ( Fe Ga)_( 1 7)化合物自旋再取向的分析

本文用单离子晶场模型分析了 Tm2 (Fe Ga) 1 7- x Gax 化合物自旋再取向现象 ,计算了这些化合物的自旋再取向温度 ,并与实验数据进行了比较 .还计算了 4 f -3d交换能 ,讨论了 Ga取代对晶场的影响     

制备工艺对(Mn,Fe)_2(P,X)(X=Ge,Si,B)化合物磁性和磁热效应的影响

研究不同制备工艺对Fe_2P-型(MnFe)_2(P,X)(X=Ge, Si, B)系列化合物的晶体结构、磁性和磁热效应的影响。利用传统固相烧结结合外磁场加热、不同的热处理温度和时间、淬火和缓慢冷却处理等方法制备了(Mn, Fe)_2(P,X)(X=Ge, Si, B)系列化合物。粉末X射线衍射(XRD)实验结果表明,该系列化合物均形成了Fe_2P型六角结构。采用磁性测量表征居里温度和热滞,并计算等温磁熵变。结果表明,磁场热处理(1 000℃,1.1 T真空)使Mn_(1.1)Fe_(0.85)P_(0.5)Si_(0.5)和Mn_(1.1)Fe_(0.9)P_(0.75)Ge_(0.25)化合物的铁磁-顺磁相变温区变宽,导致在其居里温度处的磁热效应减小。另发现Mn_1Fe_(0.95)P_(0.587)Si_(0.34)B_(0.073)化合物的磁相变与烧结和淬火温度的敏感关系。随着淬火温度的升高,相变宽度减小,导致磁熵变增大,但热滞先减小再增大。由此获得磁热性能最佳的化合物:当淬火温度为1 100℃时,其居里温度在室温附近,热滞小于3 K,并且在0～1 T的外加磁场变化下的最大等温磁熵变高达11 J/(kg·K),显示了该材料巨大的磁制冷潜力。     

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。     

3d过渡金属薄膜磁晶各向异性能的应变调控

目的研究应变对材料磁晶各向异性能的影响对于设计高密度磁存储材料至关重要。方法结合第一性原理全电子方法和转矩法,研究单层Fe,Co,Ni薄膜在Pt(001)面上的磁晶各向异性能随应变的变化。结果研究结果表明,应变对3种薄膜的磁晶各向异性能均有明显的调节作用。拉伸应变降低Fe/Pt(001)的垂直磁晶各向异性能,而压缩应变使其增加。Ni/Pt(001)具有比Fe/Pt(001)更大的垂直磁晶各向异性能。Ni/Pt(001)的磁晶各向异性能随拉伸应变增加而随压缩应变减少。不同的是,Co/Pt(001)的易磁化轴位于水平方向。其磁晶各向异性能随应变的变化与Fe/Pt(001)类似。结论以Fe/Pt(001)为例,通过分析磁晶各向异性能在二维布里源区的分布和能带结构,发现关键的电子态,即Fe原子的dxy和dx2-y2态,Fe/Pt(001)的磁晶各向异性能的变化主要是这些电子态随应变的变化引起的。本结果将为实验研究应变对磁晶各向异性能的影响提供理论依据。     

非晶晶化过程中Nd_2Fe_(14)B相和α-Fe相的析出与长大及其磁性能

利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析仪、振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer,VSM)和差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC),研究了非晶Nd9.5Fe76Co5Ti3B6.5合金条带晶化过程中Nd_2Fe_(14)B/α-Fe析出相的相结构及其磁性能的变化.结果表明,在晶化过程中Nd_2Fe_(14)B相和α-Fe相分别在600,680?C退火时析出.随着退火温度的升高,α-Fe相的晶粒比Nd_2Fe_(14)B相长大更明显:当温度由690?C升高到700?C时,α-Fe相及Nd_2Fe_(14)B相的晶粒尺寸分别由22.4,32.8 nm长大到33.3,39.8 nm.在690?C退火时,硬磁相Nd_2Fe_(14)B和软磁相α-Fe之间具有较强的交换耦合作用,其晶粒尺寸分别为32.8,22.4 nm.此时的合金具有最佳的综合磁性能:剩磁强度Br=0.88 T,矫顽力Hci=523.76 k A/m,最大磁能积(BH)max=100.01 k J/m~3.