计算R_2Fe_(14)B型化合物磁晶各向异性的新理论模型

R_2Fe_(14)B型化合物(R为稀土元素)是一类重要的磁性化合物。这类化合物的一个重要特点是具有很强的磁晶各向异性,并且随着稀土元素的不同,其磁晶各向异性表现出非常复杂的特点。关于Nd_2Fe_(14)B和Pr_2Fe_(14)B的磁晶各向异性已经有不少人采用单离子模型并对晶场取点电荷近似进行过计算,其结果只能定性或半定量地解释这两种化合物的磁晶各向异性随     

Nd_2Fe_(14)B永磁体中掺Co原子团的电子结构

一、引言 实验表明,在Nd_2Fe_(14)B永磁体中加入Co可明显提高居里温度,改变Nd_2Fe_(14)B永磁体的磁晶各向异性。本文从Nd_2Fe_(14)B磁体单胞中选取协调各类原子的三棱柱体原子团Nd_3Fe_6B以及以Co置换其中部分Fe而成的Nd_3(Fe Co)_6B原子团作为模型原子团,用SCF-X_a-SW方法,进行了自旋极化的电子结构计算,重点研究了Co的作用。     

钴基非晶态合金的静态磁性与旋转磁退火效应

引言 通常认为旋转磁退火(简称RFA)只是当非晶态合金的居里温度T_c高于晶化温度T_x时为避免在退火中自发磁化场感生的局域磁各向异性才得以应用,而对于T_c相似文献   

高<111>取向Tb0.3Dy0.7Fe1.9合金的制备

巨磁致伸缩材料Tb0.3Dy0.7Fe1.9沿易磁化轴《111》取向有着远优于其他取向的性能,探索制备该合金沿《111》取向的方法将提高这类稀土铁材料的应用价值.当材料在静磁场中凝固时,尽管Tb0.3Dy0.7Fe1.9的熔点远高于材料的铁磁相变Curie点,理论上这种高熔点的铁磁类材料在不是很强的静磁场作用下有实现易轴取向生长的可能性.在Tb0.3Dy0.7Fe1.9的凝固实验中,施加1T的静磁场,材料在慢凝的过程中获得了平行于磁场方向的高《111》取向.实验结果证实了理论分析,这一方法也应适用于其他高熔点铁磁性材料.     

金属玻璃(Fe_(1-x)Co_x)_(78)Si_(10)B_(12)的磁化感生各向异性随温度的变化

一、引言 对于金属玻璃的磁感生各向异性常数K_u随温度的变化,已经发现有如下关系成立: K_u(T)=kM_s~α(T), (1)其中K_u(T)和M_s(T)为温度T下的磁感生各向异性常数和饱和磁化强度,k和α为常数。现有的工作曾得到不同的α值。对于FeNiPB的磁化感生各向异性,Egami等和Allia等得到α=2,Luborsky得到α=3.7。对于几种近零磁致伸缩Co基合金的磁化感生和应变感生各向异性,Flanders等和作者分别得到α=2.6和3。对于(Fe_(1-x)Co_x)_(78)Si_(10)B_(12)的指     

垂直取向L10 FePt纳米粒子的磁性

用磁控溅射法在加热到700℃的MgO(001)基板上沉积了FePt薄膜. 依靠基板与薄膜间的晶格失配, 形成了磁化易轴垂直于基板平面的L10相(001)织构. 膜厚为5 nm时得到了直径约70 nm的纳米粒子, 4.2 K温度下其矫顽力达105 kOe(1 Oe=79.58 A/m). 膜厚增加到50 nm时, 薄膜由不连续变化为连续, 矫顽力下降了一个数量级. 用微磁学方法对单畴粒子的自发磁化和磁化反转过程进行了模拟. 结果表明, 磁化反转机制是涡旋式的成核, 模拟矫顽力为121 kOe. 这意味着实验获得的矫顽力已经接近理想单晶单磁畴粒子矫顽力的极限.     

LaCo13-xAlx化合物的磁矩和居里温度的计算

在所有已知的R-T(R=稀土元素,T=Fe,Co,Ni)化合物中LaCo_(13)是含有3d过渡族元素最多的,它的居里温度为1318K,室温饱和磁感应强度为13 kG。这些优越的磁性能曾引起子许多研究者的兴趣。然而由于其晶体结构为面心立方NaZn_(13)型结构,这就不可能具有足够的磁晶各向异性,因此也就不能成为实用的磁性材料。为了改善他们的磁性能,许多研究者作了大量实验工作。实验结果表明:在所有R-T化合物中,只有LaCo_(13)存在。LaFe_(13)和LaNi_(13)都不存在。只能通过加入Al,Ga或Si才能形成稳定的1:13型化合物,即R-T-M伪二元1:13化合物。然而皆未能降低其对称性甚至通过吸氮的方式。近期的研究结果表明,通过改善热处理条件,即降低退火温度和延长退火时间,可以在R(T,M)_(13)(R=La,Ce,Pr,Nd;T=Fe,Co;M=Al,Si)化合物中得到低对称性的四方或正交衍生NaZn_(13)型结构。在进行实验工作的同时,一些研究者曾尝试用理论计算LaCo_(13)基化合物的磁性。Ido等人应用刚带模型(rigid model)计算一些LaCo_(13)基化合物的磁距。饶光辉应用磁价模型计算LaCo_(13)基及其衍生化合物的磁矩。     

Nd2Fe17N3化合物的电子结构与磁性研究

自1983年高性能永磁材料Nd_2Fe_(14)B被发现以来,其巨大的成功一直吸引着人们去寻找具有更高性能的新一代稀土永磁材料。近几年来,人们把这种研究的重点集中在R_2Fe_(17)型化合物(R为稀土元素)方面。一般说来,R_2Fe_(17)型化合物具有较高的饱和磁化强度M_s,但居里温度T_c较低(200～480K),且在室温下不具有磁单轴各向异性。因此,单纯R_2Fe_(17)型化合物不具备作为永磁材料的条件。但是人们观测到,R_2Fe_(17)型化合物对于元素掺杂十分敏感。冠选朝等人在Sm_2Fe_(17)和Tm_2Fe_(17)中掺C后,发现T_c有明显的增加,其中Tm_2Fe_(17)化合物在掺C后T_c增加了260K。钟夏平等人对几乎所有稀土元素的R_2Fe_(17)型化合物做了掺C实验,发现掺C后的T_c平均提高了约100K。1990年,Coey等人在R_2Fe_(17)型化合物中做了掺N的实验,观测到在掺N后T_c大约提高了近400K,并且Sm_2Fe_(17)在室温下的磁晶各向异性由易面型变为易轴型。这一实验结果引起人们极大的兴趣,并从此开始了对Sm_2Fe_(17)N_x的系统研究。     

金属间化物Pr_(12.5)(Fe_(1-x)Co_x)_(81.5)B_6磁性能的研究

自1983年Sagawa等人研制成功Nd-Fe-B永磁体,开拓了第三代稀土永磁材料磁性研究的新领域之后,国内外对R_2Fe_(14)B系列及其相应的取代化合物的结构和磁性方面进行了广泛的研究,其中相当大量的工作是集中在如何改善和提高这类永磁材料的居里温度。本工作主要使用穆斯堡尔效应方法研究不同Co含量的Pr_(12.5)(Fe_(1-x)Co_x)B_6金属间化物,确定其磁性能的变化和相应的微观机制。     

真空退火FePt/Ag纳米多层膜的结构和磁性

用脉冲激光在单晶MgO(100)基片上制备了FePt/Ag纳米多层膜,然后进行了真空退火,并进行了磁性测量及微结构分析.当FePt为最底层时,x射线衍射结果表明存在(001)织构.而且Ag层越厚,(001)择优取向越强.退火得到的FePt(L10相)晶粒的磁各向异性常数可达到106 J/m3量级,且磁化易轴垂直于膜面取向.通过测量磁化强度的时间效应,观察到小至6×10-25m3 的磁激活体积,说明退火得到的FePt(L10相)/Ag纳米复合薄膜适合于将来更高密度的垂直磁记录介质.     

一种新型的纵向驱动巨磁致阻抗效应

采用纵向驱动磁化场的方法对纳米Fe73Cu1Nb1.5V1Si13.5B9微晶带的磁阻抗效应进行测定 ,其ΔZZ =Z(H) -Z(Hmax)Z(Hmax) 可达 16 0 0 % ,超过Co基非晶的最大值 36 0 %三倍多 .实验结果表明 ,纵向磁阻抗曲线的形状和大小与材料的磁结构、磁导率以及工作电流频率有密切的关系     

不同衬底温度下[Tb/Fe/Dy]n纳米多层膜的结构、磁性能及超磁致伸缩性能研究

采用多靶磁控溅射仪分别在室温和衬底温度为300℃条件下制备了具有精确组分为Tb_0.27Dy_0.73Fe₂的[Tb/Fe/Dy]_n纳米多层膜. 研究结果表明, 纳米多层膜在沉积过程中形成了微柱状结构,薄膜样品的磁性能和超磁致伸缩性能表明薄膜样品具有明显的垂直各向异性. 尽管纳米多层膜具有垂直各向异性, 但仍具有超磁致伸缩性能. 特别是衬底温度300℃制备的纳米多层膜, 由于Laves相R-Fe₂纳米晶的析出使得超磁致伸缩性能有了显著的提高. 在很小的外磁场(0.18 T)时, 衬底温度300℃条件下制备的样品超磁致伸缩值为89.3 ppm (1 ppm= 1×10^-6), 约为室温条件下制备的样品在此磁场下超磁致伸缩值23.5 ppm的4倍. 同时还研究了垂直磁各向异性薄膜的磁化过程与超磁致伸缩性能的关系.     

三维原子探针技术在纳米复合永磁材料中的应用

三维原子探针(3DAP)是一种能分析逐个原子的仪器, 可以在纳米空间内分析导电材料中不同元素的原子分布, 是目前最微观的分析仪器, 广泛应用于纳米材料和传统材料中纳米析出相的研究. 用三维原子探针研究了Nd2Fe14B/a -Fe中不同元素的原子分布特征. 研究发现, 快淬薄带晶化处理后元素分布不均匀, 存在(1) 富B, Fe, 贫Nd, Zr, Co区; (2) 富Zr区; (3) 富Nd, Fe, 贫B, Zr, Co区. 这些区域是用其他分析手段难以观察到的.     

纳米Fe-In2O3颗粒膜的磁性和巨磁电阻效应

采用射频溅射法制备了纳米“铁磁金属-半导体基体”Fe-In2O3颗粒膜，研究了Fex(In2O3)1-x颗粒膜样品的磁性和巨磁电阻效应，实验结果表明；当Fe体积百分比为35%时，颗粒膜样品的室温磁电阻变化率△ρ/ρ0数值达到4.5%,Fe0.35(In2O3)0.65颗粒膜样品的磁电阻变化率△ρ/ρ随温度（T=1.5-300K)的变化关系表达；当温度低于10K时，△ρ/ρ0数值随温度的下降而迅速增大，在温度T=2K时△ρ/ρ0达到85%，通过研究颗粒膜低场磁化率X（T）温度关系和不同温度下的磁滞回线，证实当温度降低到临界温度Tp=10K时，颗粒膜中结构变化导致磁化状态发生“铁磁态-类自旋玻璃态”转变，Fe0.35(In2O3)0.65颗粒膜样品的磁电阻变化率△ρ/ρ0在温度低于10K时的迅速增大，可能是由于纳米“铁磁金属-半导体基体”Fe0.35(In2O3)0.65颗粒膜样品处于“类自旋玻璃态”时存在特殊的导电机制所造成的。     

探究自旋为1和3/2的亚铁磁系统出现补偿温度的原因

基于格林函数方法,通过采用Tyablikov和Callen近似分别对系统最近邻交换耦合项和单粒子各向异性项进行退耦,研究了三维各向异性的混合自旋亚铁磁系统的磁性质,详细探讨了单粒子各向异性对系统补偿温度的影响,并对系统出现补偿温度的机理进行了分析.结果表明:当小自旋的单粒子各向异性D_a增大时,其子晶格磁化强度随温度下降的速度要比大自旋子晶格的磁化强度慢.当D_a增大到一定值时,如D_a~(min),系统出现补偿点,且补偿点随着D_a的增大而减小.同时,当其他参数取值变化时,D_a~(min)的大小也随之变化.这表明D_a~(min)的取值是依赖系统其他参数取值的.但如果D_a为零时,无论其他参数为何值,系统都不会出现补偿温度.因此,对于本文所研究的亚铁磁模型,出现补偿温度的前提条件是必须考虑小自旋的单粒子各向异性,且其取值存在一个最小值,即:D_a~(min).当且仅当D_a≥D_a~(min)时,系统出现补偿温度,否则补偿温度消失.     

Nd_2Fe_(14)B单晶的磁性和顺磁性

稀土——过渡族永磁材料已引起人们的广泛兴趣,它是从研究Sm-Co永磁体开始发展到Nd-Fe-B的。为了研究这种强磁材料的磁性起源,研究单晶体的磁性是一个很重要的方面,它可以为改进永磁材料性能提供依据。我们实验室已长成质量优良的Nd_2Fe_(14)B单晶,其生长工艺及有关晶体结构的研究已另有文章报道。本文介绍有关磁性的实验结果,其中包括饱和磁化强度及磁晶各向异性随温度的变化关系及高温下的顺磁特性。比较铁磁态和顺磁态下磁性电子的区别,可以了解磁性原子中磁性电子的运动状态,从而为理论分析提供有用的信息。     

多(硬磁)主相永磁体及矫顽力机制研究现状与展望

回顾了烧结稀土永磁材料磁化与反磁化机制的研究现状,针对新型多主相复合永磁材料独特的结构特征,开展"多硬磁相、多尺度"新型复合稀土永磁材料(包括R-Fe-B/Nd-Fe-B,R-Fe-B/Sm-Co及多相复合磁体)的设计、可控制备基础理论和矫顽力机制的探讨.通过采用双主相(或多主相)合金等多相复合材料制备新技术,探索制备兼具多种永磁单相优点的新型复合型永磁材料.尝试探讨了双硬磁主相复合材料的矫顽力机制,认为不仅要考虑不同各向异性常数的硬磁相之间的相互作用,还应考虑不同相的体积分数和分布.最后展望了永磁材料的发展方向.     

若干金属间化合物晶格常数和晶格稳定性的规律性

我们用计算机人工神经网络和化学键参数方法相结合,总结金属间化合物晶格常数的规律性.取141个已测过晶格常数的金属间化合物(分别属于MgCu_2,MgZn_2,AuCu_2,CsCl晶型)为训练集,以A,B元素的原子半径(Teatum值)、价电子数和Pauling电负性为人工神经网络的输入值,用BP法训练有三层节点的人工神经网络,用交叉检验法考查对未知金属间化合物晶格常数的预报能力.结合表明预报误差(方差值)在0.01nm左右.这说明:金属间化合物的晶格常数是主要取决于原子半径、电负性和价电子数的函数.     

La_(0.9)R_(0.1)(CO,Fe)_(13)(R=Pr,Nd,Dy,Ho,Yb)合金的XPS研究

稀土元素(R)与过渡金属(T)形成的磁性化合物,长期以来引起人们的重视,对Nd_2Fe_(14)B和Sim_2Fe_(17)Nx进行了大量研究.此外,LaCo_(13)化合物的居里温度高达1318K,居所有R-T化合物之首,饱和磁矩也很大,但为面心立方结构,各向异性能很低,因而对此体系进行的研究相对少一些.尽管如此,依然可以用此体系研究磁性能随成分的变化以及相关问题.     

(Ni0.81Fe0.19)1-xCrx缓冲层上生长高各向异性磁电阻Ni0.81Fe0.19薄膜的研究

用直流磁控溅射方法制备了以(Ni0.81Fe0.19)1-xCrx为缓冲层的Ni0.81Fe0.19薄膜, 研究结果表明:当缓冲层厚度约为4.4 nm, Cr的浓度约为36(原子百分数)时, Ni0.81Fe0.19薄膜的各向异性磁电阻(AMR)值较大, 其最大值达3.35%. 原子力显微镜(AFM)及X射线衍射(XRD)研究表明:Ni0.81Fe0.19薄膜AMR值最大时, 其表面平均晶粒尺寸最大, Ni0.81Fe0.19(111)衍射峰最强.