Structural,magnetic properties,and electronic structure of hexagonal FeCoSn compound

The structural, magnetic properties, and electronic structures of hexagonal Fe Co Sn compounds with as-annealed bulk and ribbon states were investigated by x-ray powder diffraction(XRD), differential scanning calorimetry(DSC), transmission electron microscope(TEM), scanning electron microscope(SEM), magnetic measurements, and first-principles calculations. Results indicate that both states of FeCoSn show an Ni_2In-type hexagonal structure with a small amount of FeCo-rich secondary phase. The Curie temperatures are located at 257 K and 229 K, respectively. The corresponding magnetizations are 2.57 μB/f.u. and 2.94 μB/f.u. at 5 K with a field of 50 kOe(1 Oe = 79.5775 A·m~(-1)). The orbital hybridizations between 3 d elements are analyzed from the distribution of density of states(DOS), showing that Fe atoms carry the main magnetic moments and determine the electronic structure around Fermi level. A peak of DOS at Fermi level accounts for the presence of the FeCo-rich secondary phase. The Ni_2In-type hexagonal FeCoSn compound can be used during the isostructural alloying for tuning phase transitions.     

Heusler型X_2RuPb(X=Lu,Y)合金的反带结构和拓扑绝缘性

采用第一性原理的计算方法,在不同条件下对Heusler型X2RuPb(X=Lu,Y)体系的电子结构展开研究.计算结果表明,这些合金在适当晶格变形或掺杂条件下,能够具有真正的拓扑绝缘体特性.杂化作用和自旋-轨道耦合作用都对材料产生"反带"结构发挥作用.但是针对不同成分所构成的材料,它们各自所起作用的程度有所不同,二者可以相辅相成.利用替换掺杂和四角变形双重调控方式可以更理想地进行"反带"结构调控进而获得理想的拓扑绝缘体,这对于材料的实际制备具有重要意义.     

CuHg_2Ti型Ti_2Cr基合金的电子结构、能隙起源和磁性研究

利用第一性原理计算方法,研究了CuHg2Ti结构下Ti2CrK(K=Sb,Ge,Sn,Sb,Bi)系列合金的电子结构、能隙起源和磁性.研究发现:Ti2CrK(K=Si,Ge)合金是普通半导体材料;Ti2CrK(K=Si,Bi)合金是亚铁磁性半金属材料,其半金属性能隙受到Sb和Bi原子s态的直接影响;Ti2CrSn合金是完全补偿的亚铁磁性半导体.基于Ti2CrSn合金两个自旋方向上的能隙起源不同,通过Si和Ge替换掺杂同族Sn元素调制能隙的宽度,获得了完全补偿亚铁磁性自旋无能隙材料;通过Fe和Mn替换掺杂过渡族Cr元素获得了一系列半金属材料.Ti2Cr1-xFexSn和Ti2Cr1-xMnxSn合金都具有亚铁磁性.所研究的这些半金属性合金的分子磁矩Mtotal与总的价电子数Zt服从Mtotal=Zt-18规则.     

掺Mn对NiFeGa磁性形状记忆材料单晶特性的影响

在单晶Ni₅₄Fe₁₉Ga₂₇中掺入少量Mn，对增强磁交换相互作用，提高居里温度和稳定了B2相并增强晶格的刚度，起到了非常明显的作用.Mn的存在使样品中取向内应力得以保持，提高了变体择优取向的水平，大大提高了单晶的相变应变和磁场增强作用.发现内应力对超弹性性质的影响也很明显. 关键词： 磁性形状记忆合金 NiFeGa 单晶 超弹性     

单晶Ni52Mn24Ga24中马氏体变体择优取向的物理表征

利用各种实验手段对M52Mn24Ga24单晶中马氏体变体的择优取向进行了表征.针对金相观察、磁场干预的相变应变、磁感生应变等实验结果,分析了马氏体相变过程变体自发择优取向和磁诱导择优取向的机理.根据不同方向磁场干预相变应变的结果,计算了Ni52Mn24Ga24单晶中等效取向内应力的大小约为2.45 MPa.从变体择优取向造成的有效弹性和磁畴分布两个方面,对单晶样品在[001]和[010]两个等价的晶体学方向上磁感生应变特性的差别,包括最大应变值、饱和场、滞后效应和起始磁场数值的参数,进行了分析和讨论.     

CoNiZ系列合金的结构和马氏体相变性质

利用X射线衍射研究了CoNiZ(Z=Si,Sb,Sn,Ga等)合金在不同热处理条件下的相组成.当Z元素为Sn,Sb时,材料是完全的B2结构;但Z为Si时,材料变成面心立方的γ相.形成B2还是γ相由电子浓度和原子尺寸效应两种因素共同决定.而CoNiGa的研究结果表明,在合金中除了形成B2结构的同时还容易形成γ相,常表现出两相共存的特性.对材料进行不同方式的热处理可以使合金中两相的含量有所消长,γ相含量的多少对CoNiGa合金的马氏体相变有很大的影响.分析指出,两相共存及其所带来的物性变化是CoNiGa铁磁性形状记忆合金非常有利用价值的物理性质.     

Ga空位对GaN:Gd体系磁性影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理结合投影缀加平面波的方法,研究了GaN中Ga被稀土元素Gd替代以及与邻近N或Ga空位组成的缺陷复合体的晶格常数、磁矩、形成能以及电子结构等性质.结果发现,Gd掺杂GaN后禁带宽度变窄,由直接带隙半导体转为间接带隙半导体;单个Gd原子掺杂给体系引入大约7μB的磁矩;在Gd与Ga或N空位形成的缺陷复合体系中,N空位对引入磁矩贡献很小,大约0.1μB,Ga空位能引入约2μB的磁矩.随着Ga空位的增多,体系总磁矩增加,但增加量与Ga空位的位置分布密切相关.当Ga空位分布较为稀疏时,Gd单原子磁矩受影响较小,但当Ga空位距离较近且倾向于形成团簇时,Gd单原子磁矩明显增加,而且这种情况下空位形成能也最小.     

单晶Ni52Mn24Ga24中马氏体变体择优取向的物理表征

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