Co50Fe25-xMnxSi25系列合金的结构、磁性和半金属性研究

利用实验和能带计算相结合的方法,对介于两种预期的半金属Heusler合金Co₂FeSi和Co₂MnSi间的四元合金Co₅₀Fe_25-xMn_xSi₂₅的晶体结构、磁性、能带结构和半金属性进行了研究.采用考虑库仑相互作用的的广义梯度近似方法计算了系列合金的能带结构,通过与实验结果进行对比,揭示了成分变化过程中合金分子磁矩及原子磁矩的变化规律.研究发现, 关键词： 磁性 半金属 Heusler合金     

内应力对Mn2NiGa铁磁形状记忆合金的结构、相变和磁性能的影响

通过施加压应力的方法,在铁磁形状记忆合金Mn₂NiGa中引入残留内应力,研究了内应力对 Mn₂NiGa材料的结构、相变和磁性能的影响.研究发现,加压过程使材料发生了塑性形变,在材料内部引入了大量的位错缺陷.卸载后保留的位错缺陷在材料中造成了残留的内应力,导致了马氏体相变温度大幅度提高, 使原本室温下的母相转变成了马氏体相.测量到导致样品转变成马氏体的阈值压应力为1.0 GPa.加压形成的马氏体中的残留内应力将矫顽力从低于50 Oe提高到350 Oe.残留内应力在730 K的热处理中由于位错缺陷的消失而得以消除,样品实现了马氏体逆相变.如此高的逆相变温度使得 Mn₂NiGa马氏体的居里温度测量成为可能,获得了530K的数值.     

亚铁磁Heusler合金Mn2CoGa和Mn2CoAl掺杂Cr,Fe和Co的局域铁磁结构

通过实验和计算的方法研究了Mn₂CoM_xGa_1-x 和Mn₂CoM_xAl_1-x (M=Cr, Fe, Co)掺杂系列合金样品. 研究发现, 在共价作用的影响下, Fe和Co原子占A位, 使被取代的MnA (-2.1 μ_B)变成MnD (3.2 μ_B), 在最近邻的强交换作用下亚铁磁基体中形成了MnB-CoC-MnD局域铁磁性结构, 使分子磁矩的增量最高可达6.18 μ_B. Fe, Co 掺杂后建立同样的局域铁磁结构, 居里温度的变化趋势却不同. 实验观察到Mn₂Co_1+xAl_1-x中掺杂容忍度高达x=0.64, 远高于在Mn₂CoGa中(x=0.36)的结果; 以及随着Al的减少, 合金由B2有序向A2混乱转变等现象, 为共价作用对合金结构稳定的影响提供了证据. 磁测量中发现Cr掺杂后磁矩增量高达3.65 μ_B以及居里温度快速上升的反常现象, 意味着对占位规则的违背.     

低温时效处理对铁磁形状记忆合金Mn2NiGa的结构、相变和磁性能的影响

对在较低温度范围的时效处理铁磁形状记忆合金Mn₂NiGa的结构、相变和磁性进行了研究.研究发现,母相基体析出了细小的析出相,引起了晶格扭曲和畸变,导致了系统内产生了很大的内应力.在其浓度超过晶格的容忍度之后,提升了体系的马氏体相变温度,使母相在时效温度下转变成马氏体相,并在其中测量到高达900 Oe的矫顽力.由于这种马氏体相的逆相变温度大幅提高,外推获得其居里温度在530 K附近.细小析出相的粗化使内应力消失,样品又回到母相状态.观察到细小析出相粗化的两个阈值温度,分别为423 K和 关键词： 铁磁形状记忆合金 2NiGa')" href="#">Mn₂NiGa 时效处理 内应力     

替代掺杂的MnNiGe1-xGax合金中马氏体相变和磁-结构耦合特性

研究了MnNiGe_1-xGa_x (x=0–0.30) 系列合金中成分、结构、马氏体相变性质和磁性的相互关系. 在较小的成分范围内, Ga取代Ge元素可有效地将马氏体相变温度降低近400 K. Ga的引入削弱了体系中的共价成键作用, 马氏体相显示出磁交换作用的增强. 相图显示, 掺杂使马氏体相变先后穿过T_N 和T_C 两个磁有序温度, 居里温度窗口效应在体系有存在的可能, 磁性对相变温度的成分关系有所影响. 实验观察到合金变磁转变的特性及相变行为对制备方法的敏感性. 这些特性的发现, 有利于进一步优化这类材料的磁结构和相变特性, 获得具有应用价值的新材料. 关键词： MM’X合金 马氏体相变 磁有序温度 变磁转变     

Density functional theory investigation on lattice dynamics,elastic properties and origin of vanished magnetism in Heusler compounds CoMnVZ (Z= Al,Ga)

The lattice dynamics, elastic properties and the origin of vanished magnetism in equiatomic quaternary Heusler compounds CoMnVZ (Z=Al, Ga) are investigated by first principle calculations in this work. Due to the similar constituent atoms in CoMnVAl and CoMnVGa compounds, they are both stable in LiMgPdSn-type structure with comparable lattice size, phonon dispersions and electronic structures. Comparatively, we find that CoMnVAl is more structurally stable than CoMnVGa. Meanwhile, the increased covalent bonding component in CoMnVAl enhances its mechanical strength and Vickers hardness, which leads to better comprehensive mechanical properties than those of CoMnVGa. Practically and importantly, structural and chemical compatibilities at the interface make non-magnetic semiconductor CoMnVAl and magnetic topological semimetals Co₂MnAl/Ga more suitable to be grown in heterostructures. Owing to atomic preferential occupation in CoMnVAl/Ga, the localized atoms Mn occupy C (0.5, 0.5, 0.5) Wyckoff site rather than B (0.25, 0.25, 0.25) and D (0.75, 0.75, 0.75) Wyckoff sites in LiMgPdSn-type structure, which results in symmetric band filling and consequently drives them to be non-magnetic. Correspondingly, by tuning localized atoms Mn to occupy B (0.25, 0.25, 0.25) or/and D (0.75, 0.75, 0.75) Wyckoff sites in off-stoichiometric Co-Mn-V-Al/Ga compounds and keeping the total valence electrons as 24, newly compensated ferrimagnetic compounds are theoretically achieved. We hope that our work will provide more choices for spintronic applications.