Fe3Si在低温下的自旋波研究

用中子相干非弹性散射测量了Fe₃Si在14K的自旋波色散关系。从自旋波二次方色散关系得到低温下自旋波劲度系数D₀=270meV·?²。用Heisenberg模型可进一步导出Fe₃Si的有效交换积分J_eff。从磁化强度的温度依赖关系也获得了一个自旋波劲度系数D_m(O)。从两种不同方法获得的劲度系数的比较中发现在Fe₃Si中可能存在着Stoner激发,与早先工作相联系,本文还给出了从14K直到居里温度自旋波劲度系数D的温度依赖关系。 关键词：     

非晶态Fe_(87-x)Si_xB_(13)合金的磁化强度、电阻与温度的关系

本文研究了非晶态Fe_(87-x)Si_xB_(13)(x=0,9.6,14.5)合金的饱和磁化强度、电阻率与温度的关系。得到样品的居里温度T_C和晶化温度T_(cr)随Si含量的增加而明显提高。低温下的热磁关系符合布洛赫的T~(3/2)定律,计算出自旋波劲度系数D从x=0时的62meV·A~2增加到x=14.5时的111meV·A~2。从D值和Handrich理论分别推算出表示交换积分涨落的δ=<△J>~(1/2)/值相近。三个样品在低温区都出现电阻率的极小值,电阻率极小值的温度T_(min)从x=0时的10.5K增加到x=14.5时的24.6K。在T_(min)≤T≤130K和室温附近,电阻率分别与T~2和T成线性关系。用推广的Ziman理论讨论样品的电阻率与温度的关系。     

非晶态(Fe_(1-x)V_x)_(84)B_(16)合金的磁性和电性

用单辊急冷法制备了非晶态(Fe_(1-x)V_x)_(84)B_(16)(x=0,0.02,0.04,0.06,0.10)合金的薄带,分别用磁天平和四端引线法测量了饱和磁化强度和高温电阻率的温度关系。得到平均每个磁性原子的磁矩随V含量的增加近似线性下降,计算出每个Fe原子和每个V原子的平均磁矩分别为2.08μ_B和-5.08μ_B。居里温度T_c从x=0时的622K下降到x=0.10时的478K。利用自旋波激发公式:σ(T)=σ(0)(1-BT~(3/2)-CT~(5/2))得到,自旋波劲度系数D在75.4-81.8(meV·)之间(x=0-0.10),交换相互作用范围的平方平均值〈r~2〉从x=0.02时的4.4增加到x=0.10时的6.5。电阻率的测量得到,室温电阻率在155-127(μQ·cm)之间,晶化过程中电阻率的下降幅度随V含量增加而线性减小,其原因与晶化过程中的相变有关。     

非晶态(Fe_(1-x)Nb_x)_(84.5)B_(15.5)合金低温下的磁性和自旋波激发

非晶态(Fe_(1-x)Nb_x)_(34.5)B_(15.5)(0≤x≤0.1)合金是用单辊急冷技术制备的。用提拉法和磁天平测量了磁化强度与温度以及磁场的关系。推出OK时的自发磁化强度σ(0)随Nb含量的增加近似线性下降,计算出每个Fe原子和每个Nb原子的平均磁矩分别为2.05μB和-2.57μB。在室温以下,磁化强度的温度关系较好地与自旋波激发公式σ(T)/σ(0)=1—BT~(3/2)-CT~(5/2)-…相符,得到自旋波劲度系数D从x=0时的71.3 mev·A~2下降到x=0.1时的59.8 mev·A~2,而D与居里温度的比值D/Tc随成分变化很小。当x从0增加到0.1时,交换相互作用范围的平方平均值〈r~2〉在11.8A~2—13.6A~2之间。     

非晶态Fe87-xSixB13合金的磁化强度、电阻与温度的关系

本文研究了非晶态Fe_87-xSi_xB₁₃(x=0,9.6,14.5)合金的饱和磁化强度、电阻率与温度的关系。得到样品的居里温度T_C和晶化温度T_cr随Si含量的增加而明显提高。低温下的热磁关系符合布洛赫的T^3/2定律,计算出自旋波劲度系数D从x=0时的62meV·A²增加到x=14.5时的111meV·A²。从D值和Handrich理 关键词：     

钙钛矿La0.8Ca0.2MnO3多晶样品的制备及低温磁学特性

我们利用固相反应法制备了粉末状La0.8Ca0.2MnO3样品,其空间群为pnma,样品中存在超顺磁性粒子,其截止态和超顺磁态的转变温度为185K,从dσ/dT的负峰得到铁磁-顺磁相变居里温度为210K,在顺磁领域线性拟合而得到顺磁居里温度为216.4K,分子式有效磁矩为6.25μB,低温领域磁化曲线服从布洛赫T32定律,其自旋波劲度系数为49.2meV2.     

Y_2(Fe_(1-x)Si_x)_(14)B的中子衍射研究

Nd_2Fe_(14)B是一种磁能积很高的优良的永磁材料,但在实用上稍嫌它的居里温度低了一点。为了提高它的居里温度,人们曾用某些元素替代其中的一些铁作了尝试。文献[9]及我们最近的实验表明:用硅代替部分铁之后,材料的居里点都获得了提高。本文用中子衍射法研究了Si在Y_2Fe_(14)B中的占位情况,以了解Si对磁性能产生的影响。中子衍射的结果表明:Si择优地占据c,j_1及k_2晶位。最后,用磁交换作用对结果进行了讨论。     

单晶NdMnO3的比热研究

研究了低温下NdMnO3单晶的比热随温度和磁场的变化(2K≤T≤200K,0T≤H≤8T).对应于Mn磁矩亚晶格的A型反铁磁(A-AF)相变,零场下的比热曲线在85K附近出现尖锐的λ形峰,随着磁场的增加,此λ峰降低展宽而且平滑变化,这与此温度附近磁化强度的变化规律一致.与磁有序相变相关的熵变约为理论值的26%,这可能是由于磁有序涨落延续在较大温区造成的.在20K以下,比热曲线出现了明显的肩膀形状的Schottky反常,其峰值随着磁场的增加而逐渐向高温移动.考虑了低温下比热的各种贡献,根据Nd3+位有效分子场(Hmf)引起的Nd3+基态双重态(GSD)劈裂对上述现象进行了解释.通过对2K≤T≤20K,0T≤H≤8T范围内比热数据的拟合,得到了样品的GSD劈裂,德拜温度和A-AF自旋波劲度系数以及它们对磁场的依赖关系.发现GdFeO3型八面体旋转引起的A-AF结构中Mn磁矩亚晶格的铁磁成分可能是Hmf的来源.     

Nd—Fe—C（或 BC）三元化合物的晶体结构与磁性

本文中研究了从Nd_(14)Fe_(78)B_8过渡到Nd_(14)Fe_(78)C_8时化合物的晶体结构与内禀磁性。指出轻稀土-Fe-C化合物形成P42/mnm型四方结构的结晶学条件在于适当的热处理温度。在Nd_(14)Fe_(78)B_(8-x)C_x系列中,随着C含量的增加,居里温度略有减少,饱和磁化强度σ_3出现一个平缓的峰值变化,室温下的剩磁σ_r、内禀矫顽力_iH_c和磁晶各向异性场H_a都明显增大。含碳样品的各向异性行为与Nd-Fe-B相似,室温下易磁化方向沿e轴,低温下易轴各向异性转变成易锥型。自旋再取向温度随C的增加逐渐降低,但1.5K下的锥角有轻微的增大,这表明在Nd和Fe次晶格的各向异性之间存在着复杂的耦合。此外,适当富Nd的Nd-Fe-C化合物有强的各向异性。     

Mn掺杂对半金属铁磁体Fe_2Si电磁特性的影响

此文用基于密度泛函理论第一性原理的贋势平面波方法,计算了Fe_2Si及Mn掺杂Fe_2Si体系的能带结构、电子态密度和磁学特性,分析了不同位置Mn掺杂对Fe_2Si电磁特性的影响,获得了纯的和不同位置Mn掺杂的Fe_2Si体系是铁磁体,自旋向上的能带结构穿过费米面表现金属特性,纯Fe_2Si的半金属隙为0.164e V;Mn掺杂在Fe1位时,自旋向下部分转变为A-M间的间接带隙半导体,体系呈现半金属特性,此时磁矩为2.00μB,是真正的半金属性铁磁体;掺杂在Fe2位时,自旋向下部分的带隙值接近于0,体系呈现金属特性;掺杂在Fe3位时,自旋向下部分转变为L-L间的直接带隙半导体,体系呈现半金属特性等有益结果 .自旋电荷密度分布图表明Mn原子的3d电子比较局域,和周围原子成键时3d电子更倾向于形成共价键.体系的半金属性和磁性主要来源于Fe-3d电子与Mn-3d电子之间的d-d交换,Si-3p电子与Fe、Mn-3d电子之间的p-d杂化.这些结果为半金属铁磁体Fe_2Si的电磁调控提供了有效的理论指导.     

R_2Fe_(14)B(R=Ce,Pr,Gd)磁晶各向异性常数K_1,K_2随温度的变化

本文在1.5—300K温度范围内测量了R_2Fe_(14)B(R=Ce,Pr,Gd)各向异性常数K_1,K_2和各向异性场H_A随温度的变化。同时用单离子模型计算了Pr~(3 )离子对Pr_2Fe_(14)B磁晶各向异性的贡献,得到与实验值半定量符合的结果。     

BCVIG单晶的布里渊散射

用布里渊散射技术测量了BCVIG(Bi_3-2xCa_2xFe_5-xV_xO₁₂)单晶的磁振子散射谱,同Sande-rcock,Wettling对YIG以及刘玉龙等人对Bi-YIG单晶的测量相比,我们得到了除主峰之外的连续谱带。按照偶极-交换自旋波理论讨论了测到的自旋波谱。测量还表明BCVIG单晶的自旋波劲度系数D比YIG和Bi-YIG单晶大得多,讨论了D增大的原因,研究了D与入射激光功率的关系。 关键词：     

Fe_9Si的电子结构及铁磁性质的第一性原理研究

采用第一性原理的密度泛函理论(Density Functional Theory)赝势平面波方法,对Fe_9Si的电子结构和铁磁性质进行理论计算.计算结果表明:(1)Fe_9Si具有负的形成热-0.1094 eV/atom,结合能5.124eV/atom,表明Fe_9Si合金具有强结合力和结构稳定性;(2)Fe_9Si具有典型的金属能带特征,穿过Fermi能级的能带最主要是Fe的3d态电子的贡献,其次是来自Si的3p态电子的贡献.结合键不是单一金属键,而是金属键和共价键组成的混合键;(3)Fe_9Si的铁磁性主要来自Fe原子的未满层壳的3d态电子的自旋.计算结果为Fe_9Si铁磁性材料的设计与应用提供了理论依据.     

超晶格Heisenberg磁性的研究(Ⅱ)——低温自旋波

在低温条件下,严格求解了超晶格自旋波格林函数的运动方程,计算了低温自旋波的色散关系及态密度,并解析地求得了超晶格中自旋波的刚度系数。     

磁性石榴石单晶Bi-YIG的布里渊散射

本文报道用激光布里渊散射法测量Bi_xY_3-xFe₅O₁₂(x=0,0.14,0.36,0.54)室温下的布里渊散射,观察到了热激发体磁振子散射,依据磁振子的频率-磁场关系,导出了材料的磁性参数。并发现了Bi代入时引起的自旋波劲度系数的增大现象。 关键词：     

Si对Nd_2Fe_(14)B四方相结构和磁性的影响

本文对Si加入Nd_2Fe_(14)B四方相后所形成的合金相的结构和磁性进行了研究。结果表明,Si加入Nd_2Fe_(14)B四方相后并不破坏它的结构(Si的含量可达B的两倍),而形成Nd_2(Fe,Si)_(14)B赝三元金属间化合物。随着Si含量的增加,晶格常数和饱和磁化强度随之减小,但居里温度则随之增加。Si的加入,并不改变Nd_2Fe_(14)B的室温各向异性的方向和大小,但对低温下的各向异性影响很大,使易磁化锥面与c轴的夹角增大。     

单晶NdMnO3的比热研究

研究了低温下NdMnO₃单晶的比热随温度和磁场的变化(2K≤T≤200K，0T≤H≤8T ).对应于 Mn磁矩亚晶格的A型反铁磁(A-AF)相变，零场下的比热曲线在85K附近出现尖锐的λ形峰，随 着磁场的增加，此λ峰降低展宽而且平滑变化，这与此温度附近磁化强度的变化规律一致. 与磁有序相变相关的熵变约为理论值的26％，这可能是由于磁有序涨落延续在较大温区造成 的.在20K以下，比热曲线出现了明显的肩膀形状的Schottky反常，其峰值随着磁场的增加而 逐渐向高温移动.考虑了低温下比热的各种贡献，根据Nd³⁺位有效分子场(H _mf) 引起的Nd^3＋基态双重态(GSD)劈裂对上述现象进行了解释.通过对2K≤T≤2 0K，0Ｔ≤ H≤8T范围内比热数据的拟合，得到了样品的GSD劈裂，德拜温度和A-AF自旋波劲度系数以及 它们对磁场的依赖关系.发现GdFeO₃型八面体旋转引起的A-AF结构中Mn磁矩亚晶 格的铁磁成分可能是H_mf的来源. 关键词： 比热 Schottky反常 反铁磁相变     

纳米微晶Fe69.5(CuCrV)9.5Si13B8超铁磁性研究

经813K温度退火后的纳米微晶Fe_(?)(CuCrV)_(9.5)Si_(13)B_8由α-Fe(Si)晶粒和晶界两种磁相组成,温度从10—8l3K的穆斯堡尔研究显示晶粒的超精细场随着温度的变化曲线上有一个转折.用超铁磁性模型进行拟合,结果表明晶界和晶粒间存在强的交换耦合作用,使晶粒的有效磁各向异性常数减小为原来的六分之一. 关键词：     

高压下非晶Fe_(82)Si_4B_(14)合金的晶化

研究高压对非晶Fe_(82)Si_4B_(14)合金晶化过程的影响,给出常压下与77kbar下的时间-温度-变态图(即T-T-T图)。结果表明:合金晶化温度的压力梯度值随晶化进行的时间长短而改变。常压下晶化时,bcc-Fe(Si)固溶体相先形成;77kbar下晶化时,DOe型Fe_3B与bcc-Fe(Si)固溶体相同时出现。     

Y_3Fe_5O_(12)-CoFeB自旋波定向耦合器中的自旋波

介绍了一种基于Y_3Fe_5O_(12)和CoFeB复合结构耦合的新型定向耦合器,并利用微磁学仿真软件Mumax~3及其配套工具链分析了自旋波在其中的传播特性.通过在Y_3Fe_5O_(12)定向耦合器中添加一种高饱和磁化强度材料(CoFeB)来增强耦合波导的耦合效率,并从器件的尺寸形状、内部等效场以及耦合机理等角度分析了其变化原因.结果表明,相较于传统的定向耦合器,这种复合结构能够极大地降低自旋波在耦合波导间的耦合长度.从应用的角度看,在功能相同的情况下,整个器件的长度可以缩短数倍,具有更好的发展前景.