Влияние легких атомов внедрения (водорода и азота) на магнитную анизотропию и спин - переориентационные фазовые переходы в интерметаллических соединениях 4f- и 3d-переходных металлов

• Автор: Терёшина, Ирина Семёновна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 322 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИДРИДОВ И НИТРИДОВ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ 3(1 - ПЕРЕХОДНОГО МЕТАЛЛА (ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ ДАННЫМ)

1.1. Структурные типы редкоземельных интерметаллических

соединений на основе железа

1.1Л. Кристаллическая структура интерметаллических соединений

БРецН и размещение в ней легких атомов внедрения

1.1.2. Кристаллическая структура интерметаллических соединений

К2Ее17 и размещение в ней легких атомов внедрения

1.1.3. Особенности и взаимосвязь рассмотренных структурных типов

кристаллической решетки
1.2. Редкоземельные интерметаллиды с легкими атомами внедрения
как перспективные магнитотвердые материалы
1.3. Обменные взаимодействия в 11-Ее соединениях
1.4. Магнитокристаллическая анизотропия (МКА)
интерметаллических соединений на основе 41 - и 3(1 - переходных металлов
1.4.1. Феноменологическое описание МКА редкоземельных
интерметаллидов
1.4.2. Константы магнитокристаллической анизотропии и параметры
кристаллического поля
1.4.3. МКА редкоземельных интерметаллидов с легкими атомами
внедрения
1.5. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Получение исходных образцов и контроль их качества

2.2. Режимы гидрирования и азотирования, получение
монокристаллов гидридов и однофазных нитридов
2.3. Исследование образцов методом рентгеновской спектроскопии
2.4. Методики магнитных измерений
2.5. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ГИДРИРОВАНИЯ И АЗОТИРОВАНИЯ НА
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПОДРЕШЕТКИ 3(3 - ИОНОВ В СОЕДИНЕНИЯХ и ЛГсцП (И = У, Ьи)
3.1. Намагниченность и магнитные моменты соединений ЕЕе, Д1 и
ЯгЕеп (Л = У, Ьи) с легкими атомами внедрения
3.2. Температурная зависимость спонтанной намагниченности
подрешетки 3с1 - ионов
3.3. Температуры Кюри соединений ЯГеиТ1(Н,]М)х и КгРепШДК
(Я = У,Ьи)
3.4. Влияние легких атомов внедрения на эффективные обменные
поля в соединениях ЯРепИ и ЯгЕеп
3.5. Исследования соединения УРецТ1 и УРецТ1Н методом
Мессбауэровской спектроскопии
3.6. Влияние гидрирования и азотирования на магнитную
анизотропию подрешетки ЗсТ ионов
3.7. Исследование намагниченности, магнитной анизотропии и
восприимчивости монокристалла Ьи2Ре17 и его гидрида
3.8. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ГИДРИРОВАНИЯ И АЗОТИРОВАНИЯ НА ОБМЕННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, МАГНИТНУЮ АНИЗОТРОПИЮ И СПИН - ПЕРЕОРИЕТАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ В СОЕДИНЕНИЯХ КРепТ
4.1. Температуры Кюри соединений 1ГГецТ1Нх и КЕе, ,ТГЧХ и влияние
атомов внедрения на Я - Ее обменные взаимодействия

4.2. Намагниченность соединений RFenTiHx и RFenTiNx (х = 0, 1)
4.2.1. Намагниченность и магнитные моменты соединений RFenTiHx и
RFeuTiNx (х = 0, 1)
4.2.2. Температурные зависимости намагниченности подрешетки РЗ -
ионов в соединениях RFenTiHx и RFeuTiNx (х = 0, 1)
4.3. Магнитокристаллическая анизотропия монокристаллов RFeuTi,
их гидридов RFei iTiH и нитридов RFei jTiN
4.3.1. МКА соединений SmFenTi, SmFenTiH и SmFenTiN
4.3.2. МКА соединений GdFenTi,GdFenTiH и GdFenTiN
4.3.3. Намагниченность и кривые механических вращающих моментов
соединений TbFenTi, TbFenTiH HTbFenTiN
4.3.4. МКА монокристаллов гидридов DyFeuTiHx (х = 0; 0,5; 1) и
нитрида DyFeuTiN
4.3.5. Намагниченность и кривые механических вращающих моментов монокристаллов HoFenTi и HoFenTiH, и нитрида HoFenTiN
4.3.6. Намагниченность и магнитная восприимчивость монокристаллов
ErFeuTi и ErFeuTiH и нитрида ErFeuTiN
4.3.7. Магнитные фазовые диаграммы и анализ полученных
экспериментальных результатов на основе предлагаемой физической модели
4.4. Особенности теплового расширения и магнитострикции
монокристаллов RFC] [Ti и их гидридов в области спин -переориентационных фазовых переходов (СПП)
4.4.1 Особенности теплового расширения монокристаллов RFei xTi и их
гидридов области СПП
4.4.2 Особенности магнитострикции в области СПП в монокристаллах
DyFenTi и DyFenTiH
4.4.3 Особенности магнитострикции в области СПП в монокристаллах
TbFe„Ti и TbFeuTiH

Анализ имеющихся в литературе данных показывает, что магнитная анизотропия исходных соединений КРсцТл и 1^,7, изучена недостаточно во многих случаях, так как не использовались прямые методы определения констант МКА, а лишь проводились оценки МКА. Несмотря на то, что исторически гидриды были получены раньше, чем другие соединения внедрения, к настоящему времени их свойства изучены менее полно, чем свойства других соединений внедрения на основе ЯРецТ1 и И2Ре17. В литературе практически полностью отсутствуют данные о магнитокристаллической анизотропии для монокристаллических гидридов соединений КРецТ) и К.2Ре17. Данная работа имеет одной из своих целей восполнить этот пробел.
1.3. Обменные взаимодействия в И. - Ре соединениях
В интерметаллических соединениях РЗМ с Ре различают три типа обменных взаимодействий: между редкоземельными ионами (4Р взаимодействия), между редкоземельными и переходными Зс1- ионами (Зс1 - 4f - взаимодействия), и между переходными 3с1 - ионами (Зс1 - 3с1 - взаимодействия). Для оценки параметров обменных взаимодействий в редкоземельных интерметаллидах широко применяется теория, развитая Неелем [96]. В ней рассматривается модель кристалла, состоящая из нескольких магнитных подрешеток, в узлах которых локализованы магнитные моменты РЗ и 3<1 - ионов.
Возможность использования этой модели обусловлена тем, что магнитный момент Ре в значительной степени локализован на атомах Ре, в еще большей степени локализован магнитный момент редкоземельных атомов в силу экранировки № - электронов внешними электронами: 5825р6. В рамках этой модели соединения И - Ре рассматриваются как двух подрешеточные магнетики. Обе подрешетки связаны друг с другом межподрешеточным обменным взаимодействием.
Согласно расчетам, выполненным на основе теории молекулярного поля [1,97], в рассматриваемых выше соединениях самыми сильными являются обменные 36 - 3с1 взаимодействия, а самыми слабыми 4f - 4[ взаимодействия.