CsCl-型和MgCu2-型稀土金屬間化合物的磁性研究.pdf

1、稀土金屬間化合物由于在室溫下具有良好的延展性和磁致伸縮等性質(zhì)而受到廣泛的關(guān)注。RAg（R稀土元素）體系中的稀土離子具有局域的f軌道電子，電子的自旋、軌道以及晶格之間的相互耦合作用，使得這類材料往往表現(xiàn)出多樣的磁性行為；另一方面，在稀土與磁性過渡族金屬之間形成的化合物RFe2中，由于稀土的4f電子、過渡金屬的3d電子之間的相互作用導(dǎo)致該類材料中存在著多種磁有序狀態(tài)，伴隨著結(jié)構(gòu)形變引起一系列不同的物理現(xiàn)象，如過冷/過熱、磁化跳變、相共存、動(dòng)

2、態(tài)阻滯和緩慢弛豫等。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)以及電子耦合相互作用的復(fù)雜程度，本文首先研究了CsCl型簡單立方結(jié)構(gòu)的RAg化合物中4f電子的磁性，進(jìn)一步地研究了具有MgCu2型Laves相結(jié)構(gòu)稀土金屬間化合物Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93中4f和3d電子的相互作用磁性，以及摻雜對其磁性的影響。主要研究內(nèi)容如下：
　　一、簡單介紹了稀土元素和過渡族金屬元素的磁性、以及由它們形成的具有CsCl型簡單立方結(jié)構(gòu)的RAg金屬間化合物

3、和具有MgCu2型Laves相結(jié)構(gòu)的CeFe2金屬間化合物的磁特性，分別從晶體結(jié)構(gòu)、磁結(jié)構(gòu)和研究現(xiàn)狀等方面來闡述這兩類體系的磁性行為，并討論摻雜CeFe2中的類馬氏體相變行為。
　　二、研制并介紹了脈沖強(qiáng)磁場下的磁化測量系統(tǒng)和近鄰探測振蕩（Proximity Detector Oscillator: PDO）測量系統(tǒng)。分別介紹了這兩種技術(shù)的測量原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和標(biāo)定方法等，同時(shí)簡單地分析了脈沖強(qiáng)磁場的測量中可能引起噪聲的幾個(gè)因素并給

4、出了相應(yīng)地提高信噪比的手段。
　　三、研究了具有CsCl型簡單立方結(jié)構(gòu)的RAg(R=Gd,Ho,Dy)金屬間化合物的4f電子磁性，并使用脈沖強(qiáng)磁場進(jìn)行了系統(tǒng)的磁化測量，分別得到了三種化合物的磁相圖；重點(diǎn)研究了非磁性Al3+摻雜對Dy50-xAlxAg50(x=0,0.3,1.2和1.8)磁性行為的影響，發(fā)現(xiàn)對于摻雜濃度最高的樣品(x=1.8)反而具有與純DyAg最相似的磁化行為，并使用所提出的超晶胞模型很好地解釋了這種反常的稀釋摻

5、雜效應(yīng)。
　　四、使用PDO方法對DyAg進(jìn)行了研究，同時(shí)測量了銅酸鹽超導(dǎo)材料的上臨界場。進(jìn)一步地將DyAg樣品的PDO測量結(jié)果與電輸運(yùn)、磁化測量結(jié)果進(jìn)行了比較，同時(shí)將PDO測量方法在脈沖強(qiáng)磁場下的應(yīng)用進(jìn)行了展望。
　　五、研究了具有MgCu2型Laves相結(jié)構(gòu)的Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.93-xCx(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.3,0.4和0.5)金屬間化合物由局域4f電子與巡游3

6、d電子相互作用決定的磁化特性：當(dāng)C摻雜濃度x≤0.2時(shí)，觀察到磁化強(qiáng)度的跳變行為；當(dāng)C摻雜濃度x>0.2，磁化跳變行為完全消失；并且在C摻雜濃度x=0.15時(shí)，磁化跳變的數(shù)量最多。這種磁化的跳變行為歸因于反鐵磁到鐵磁轉(zhuǎn)變過程中的一級結(jié)構(gòu)相變所伴隨的應(yīng)變的爆發(fā)式釋放。
　　六、詳細(xì)地研究了C摻雜濃度為x=0.05的Tb0.2Pr0.8(Fe0.4Co0.6)1.88C0.05樣品的磁化行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在低溫區(qū)域，與時(shí)間有關(guān)的磁弛

7、豫行為、與磁場掃描速率和冷卻磁場相關(guān)的磁化跳變行為表明該樣品具有類馬氏體相變的磁特性，同時(shí)也說明其反鐵磁到鐵磁有序的轉(zhuǎn)變具有一級相變的特性。
　　七、研究了不同的稀土元素對Tb1-yPry(Fe0.4Co0.6)1.88C0.05(y=0,0.8和1)化合物磁化跳變行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，輕稀土元素Pr對該體系中磁化跳變行為的出現(xiàn)起到?jīng)Q定性的影響，在含有重稀土元素 Tb的化合物中沒有觀察到磁化跳變行為。同時(shí)，該體系中出現(xiàn)磁化跳變