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稀土铁金属间化合物Er_2Fe_(17-x)Al_x和Er_2Fe_(17-x)Mn_xC的结构与磁性研究

孙凯

  本文利用中子衍射、X-射线衍射和宏观磁测量等实验手段较为详细地研究了2:17型稀土铁基化合物Er2Fe17-xAlx和Er2Fe17-xMnxC的晶体结构和内禀磁性。通过观测化合物的结构与磁性能随Al、Mn替代量的变化,探讨晶体结构变化与磁性变化的内在机理。研究结果表明:Er2Fe17-xAlx化合物中,当Al原子含量低(x≤2) 时,Al原子仅占据Th2Zn17型结构中的18f、18h晶位(或Th2Ni17中的12j、12k位)且随Al含量的增加而增加。随着替代量的增加(x>2) ,Al原子开始占据6c哑铃位,其占位数随x的增加而急剧增加,同时18f(12j)的上升趋势不变,但18h(12k)晶位的占有率增加趋缓;自始至终,Al原子均不占据9d晶位。样品中,Fe原子磁矩与Er原子磁矩呈现亚铁磁耦合:居里温度初始时随Al含量的增加而升高,但在x=3附近达到最大后下降;饱和磁化强度随替代量的增加近似线性减小。化合物的这些宏观磁性随Al替代量的变化可用交换作用、磁稀释效应以及分子场模型加以理解和解释。Er2Fe17-xMnxC系列化合物均为Th2Ni17型六角结构,空间群P63/mmc。对Er2Fe15Mn2C在室温下的中子衍射数据分析表明:Mn原子在12k、12j、6g和4f四个晶位均发生替代,4f哑铃位的占有率最大。室温下所有磁性原子的磁矩均位于垂直于六重轴的平面内,Er次晶格的磁矩方向与Fe次晶格相反。讨论了磁性Mn原子与非磁性Al原子替代后对R2Fe17化合物的结构和磁性影响的差异。……   
[关键词]:中子衍射;晶体结构和磁结构;内禀磁性;2:17型稀土铁金属间化合物
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国原子能科学研究院2002年