Исследование электронно-ядерных взаимодействий в твердых растворах на основе сплавов Гейслера

• Автор: Валиев, Хаммат Хафизович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1. Кристаллические и магнитные структуры тройных

сплавов Гейслера

1.2. Электронно-ядерные взаимодействия

в магнитоупорядоченных соединениях

1.3. Теории атомного и спинового упорядочения

в интерметаллидах Гейслера

ГЛАВА 2. Методика экспериментальных исследований

2.1. Синтез образцов и фазовый контроль
2.2. Методика рентгенографических исследований
2.3. Методика исследования эффекта Мессбауэра
2.4. Термомагнитный анализ и измерения коэрцитивной силы сплавов
ГЛАВА 3. Результаты рентгеноструктурного исследования сплавов типа Гейслера Сог(Ъг, Ш)8п, Со(Ъг, Н1)8Ь
3.1. Экспериментальные данные и расчеты возможных моделей
структур сплавов СогХгБп, СогШЕп, СоЕг8Ь, СоШБЬ
3.2. Обсуждение экспериментальных результатов
3.3. Локальное окружение атомов Со, Ъг, НЕ вп, 8Ь
в сверхструктурах Ь2а и С1ь сплавов Со2^г, Н!)8и, Со(Хг, Н1)8Ь
3.4. Идентификация фазы Лавеса в системе Со-Жг-вн
ГЛАВА 4. Экспериментальные результаты исследования сплавов Гейслера и твердых растворов на их основе методом эффекта Мессбауэра
4.1. Система МХМпвЬ (X =№, 1/2Ее, 1/2№, 1/2Си)
4.2. Системы Со-Ег-вп, Со-Ю-вн, Со-П-Бп и им подобные

4.3. Определение знака эффективного магнитного поля на ядрах олова в сплавах Сог^г, Ш)Бп. Системы Со{Ті, Ъс, НОБЬ и им подобные
ГЛАВА 5. Обсуждение экспериментальных данных по
твердым растворам на основе сплавов Гейслера
5.1. Сопоставление теории Рудермана - Киттеля - Касуи - Иосиды (РККИ )
с экспериментом
5.2. Сравнение теории Кэроли - Бландина ( ФКБ )
с опытом
5.3. Анализ экспериментальных данных на основе теорий
перераспределения зарядовой и спиновой плотностей вероятностей валентных электронов в сплавах Гейслера
Основные результаты и выводы
Приложение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
В решении практических задач современной науки значительная роль принадлежит нтерметаллическим соединениям, обладающим широким спектром уникальных физических войсгв [1-2]. Эти свойства обусловлены большим разнообразием электронно-ядерных заимодействий в таких соединениях, что особенно ярко проявляется для атомов переходных рупп периодической системы элементов Д.И.Менделеева.
Большой интерес представляют интерметаллиды, обладающие кристаллическими груктурами базирующимися на объемно-центрированной решетке бета-латуни, ундаментальное теоретическое исследование которой выполнено В.В.Струминским [3-].Результаты этой работы заложили основы понимания причин появления особых физических войств подобных интерметаллидов.
Атомная решетка бета-латуни типа /? -Си2п характерна для многочисленных нтерметаллических соединений [5], содержащих переходные б-элементы, редкоземельные и ктинидные ^элементы, а также ер-элементы, включающие мессбауэровские изотопы [6]. С гой структурой и с ее сверхсгруктурами связано появление множества практически важных еханических свойств, таких как, например, эффекты памяти формы в кристаллах №Т1, тгМп(]га и родственных сплавах [7-9], упрочняющее действие и, особенно, К1г(Т1, Ш)А1 ■ип СигМпА!) в многофазных металлических композициях [10-12]; химических свойств, таких, апример, как каталитическая активность никеля Ренея, получаемого выщелачиванием даминия из решетки №А1, №гМпА1 и др. [13].
В связи с потребностями энергетики будущего, ориентирующейся на использование эдорода, как идеального эффективного экологически чистого топлива [14], актуальны эоблемы улучшения оптимального аккумулирования водорода в решетках БеТл или ЬаМг; юсе важны исследования, стремящиеся установить причину возникновения высоко-зэрцитивных магнитных свойств соединений типа фаз Лавеса БшСог, 1МбСо5 и др.[15].
Недавно открыт новый класс ферромагнетиков - полуметаллические ферромагнетики, зрвым представителем которых явился сплав ММпБЬ [16-19], кристаллическая структура (тип иМ§8Ь) которого была установлена ранее рентгенографически, как производная от типа 32МпА1[20]. Открыто гигантское магнитное вращение плоскости поляризации света в 1ЧМп8Ь 1], изоструктурного с ММпБЬ, и исследованного ранее методом эффекта Мессбауэра на ютопе121БЬ [22].
В настоящее время ведутся интенсивные экспериментальные и теоретические ;следования электронных фазовых переходов металл-изолятор в структурах типа СиМдБЬ, держащих вместо марганца редкие земли, цирконий, гафний [23], торий, уран [24]. сследование соединений столь сложного состава представляет особый интерес в связи с

Ем м„тіНе, (14)
где ті - магнитное квантовое число, принимающее (21+1) значений (-1 < т < +1).
В результате получится 21+1 равноотстоящих друг от друга подуровней в основном и возбужденном состояниях. Например, для изотопов 57¥е, |!95л со спинами 1в=3/2,1о=1/2 имеем расщепление уровня 1в на 4 подуровня, а уровня 1о - на 2 подуровня. Переходы между ними определяются правилами отбора по изменению магнитного квантового числа Дті при у-переходе Мессбауэра. Для магнитных дипольных переходов А ті = 0, ±1. В результате получается 6-компонентная структура мессбауэровского спектра в случае изотопов 57Ре, |198п. Модельное разложение мессбауэровских спектров сплавов проводилось на персональном компьютере с помощью программы МоБяЬаиег ЦМУЕМ [70].
Из данных [108-110] известно, что спин основного состояния изотопа 1218Ь равен 5/2+ и возбужденного 7/2+. Таким образом, во внутрикристаллическом магнитном поле ферромагнетика, например, типа №Мп8Ь основной уровень расщепится на 21о(5/2)+1 = 6, а возбужденный- на 21в(7/2)+1 = 8 подуровней. Правила отбора для мессбауэровского перехода в 1218Ь с энергией 37,2 кэв позволяют 18 переходов между этими подуровнями (рис. 10), имеющих вероятность, определяемую квадратами коэффициентов Клебша-Гордана (її, І2, ть т2 / її, І2, ті-т2)2.
Рис. 10. Схема сверхтонкого магнитного расщепления основного и возбужденного
состояний ядра 12|8Ь [109].