论文题目: 稀土锰基化合物RMn6Sn6及其衍生物的结构、磁性及磁电阻效应
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 姚金雷
导师: 严密,沈保根
关键词: 稀土锰基化合物,非公度磁结构,变磁转变,磁电阻效应,磁晶各向异性
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文通过X射线衍射、中子衍射、磁性和输运性质测量等方法系统的研究了RMn6Sn6及其衍生化合物的晶体结构、内禀磁性、磁结构及磁输运性质。 首先,本文研究了化合物RMn6Sn6-xGax（R=Er,Gd;x=0-2.0）的结构和磁性。结果表明,Ga对Sn的替代并不改变ErMn6Sn6化合物六方的HfFe6Ge6型结构;而对于GdMn6Sn6-xGax体系,晶体结构随着Ga含量的增加发生如下转变:x=0-0.6为六方的HfFe6Ge6型结构;当x=0.9和1.2时,结构转变为正交的HoFe6Sn6型;当Ga含量增至1.5时,结构转变为正交的TbFe6Sn6型;晶胞随着Ga替代量的增加呈各向同性收缩。 HfFe6Ge6结构的化合物ErMn6Sn6-xGax具有强的低温硬磁行为（如化合物x=2.0的矫顽力Hc≥22kOe）。这是由于Ga对Sn的取代改变了Er的配位环境,使得Er次晶格的二级晶场系数A20符号发生改变,得到负的二级晶场参数B20,从而诱导出磁晶单轴各向异性。此外,六级Stevens因子γJ和Er次晶格的四级晶场系数A40对这种化合物的易磁化方向也起了很重要的作用。 Mn原子磁矩在六方结构和正交结构中都表现出易面的磁行为。Mn次晶格的磁晶各向异性随着温度的升高、晶体结构对称性和Mn原子配位环境的改变而削弱。低温下,Mn次晶格的磁晶各向异常数在-10K量级,相对于稀土次晶格的磁晶各向异性可以忽略不计。 对RMn6Sn6=（R=Y,Gd,Tb）和ErMn6Sn6-xGax等化合物进行吸H、吸N、掺C、掺B处理,结果表明此类化合物在常规条件下并不能形成间隙化合物。 其次,本文研究了HfFe6Ge6型的化合物（Y,Ho）Mn6Sn6和ErMn6Sn6的磁结构、变磁转变和磁电阻效应。结果表明,化合物随着成分、温度的变化而表现出丰富的磁行为。YMSn6Sn6随着Ho的加入,发生了螺旋反铁磁—螺旋亚铁磁—（锥形）亚铁磁的转变;随着温度的升高,例如化合物Y0.5Ho0.5Mn6Sn6表现出螺旋亚铁磁—螺旋反铁磁—亚铁磁—顺磁的复杂磁行为,变温中子衍射研究表明这些磁相变是非公度—非公度磁结构的转变;化合物ErMn6Sn6随温度的升高也表现出亚铁磁-螺旋反铁磁-顺磁丰富的磁行为。螺旋磁结构的存在与Mn-Mn最近邻（n1）和
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1．1 稀土永磁材料的发展历史及研究现状
1．2 磁电阻效应的研究现状
1．3 稀土锰基化合物的研究现状
1．3．1 RMn_2X_2化合物
1．3．2 RMn_6X_6化合物
1．3．3 其余的稀土锰基化合物
1．4 选题思路
第2章 磁性化合物的基本概念与理论
2．1 稀土与过渡族金属的磁性
2．1．1 稀土元素的磁性
2．1．2 3d过渡族金属元素的磁性
2．2 自发磁化的基本理论模型
2．2．1 分子场理论
2．2．2 Heisenberg交换作用模型
2．2．3 Stoner能带模型
2．3 R-T金属间化合物中的交换作用和晶场作用
2．3．1 交换作用
2．3．1．1 R-R交换作用
2．3．1．2 R-T交换作用
2．3．1．3 T-T交换作用
2．3．1．4 交换作用的表征
2．3．2 晶场作用与磁晶各向异性
2．3．2．1 磁晶各向异性的表征
2．3．2．2 单离子模型
2．4 亚铁磁性的3d次晶格和三次晶格模型
2．4．1 双次晶格模型
2．4．2 三次晶格模型
2．4．3 三次晶格体系可能的磁矩位形
第3章 实验方法
3．1 样品制备
3．1．1 锰基单相化合物的制备
3．1．2 取向样品的制备
3．1．3 间隙化合物的制备
3．2 晶体结构和磁结构的分析
3．2．1 X射线衍射
3．2．2 中子衍射
3．2．3 Rietveld方法
3．3 磁性测量和磁电阻的测定
3．3．1 磁性测量设备
3．3．2 磁性参数的确定
第4章 RMn_6Sn_6化合物及其衍生物的结构与内禀磁性
4．1 引言
4．2 HfFe_6Ge_6型ErMn_6(Sn,Ga)_6化合物的结构与磁性
4．2．1 晶体结构
4．2．2 内禀磁性
4．2．2．1 居里温度和交换作用
4．2．2．2 自发磁化
4．2．2．3 磁晶各向异性
4．3 GdMn_6(Sn,Ga)_6化合物的结构与磁性
4．3．1 晶体结构
4．3．2 内禀磁性
4．3．2．1 居里温度和自发磁化
4．3．2．2 磁晶各向异性
4．4 RMn_6Sn_6间隙化合物的探索性研究
4．4．1 实验结果与讨论
4．4．1．1 晶体结构
4．4．1．2 磁性测量
4．5 小结
第5章 RMn_6Sn_6化合物及其衍生物的变磁转变和磁电阻效应
5．1 引言
5．2 (Y,Ho)Mn_6Sn_6化合物的磁性和输运特性
5．2．1 晶体结构
5．2．2 内禀磁性和变磁转变
5．2．2．1 自旋重取向
5．2．2．2 磁结构
5．2．3 磁电阻效应
5．3 ErMn_6Sn6化合物的磁性和输运特性
5．3．1 晶体结构
5．3．2 内禀磁性和变磁转变
5．3．3 磁电阻效应
5．4 小结
第6章 含轻稀土元素的HfFe_6Ge_6结构化合物的磁性和输运特性
6．1 反铁磁化合物(Y,La)Mn_6Sn_6的磁性和磁电阻效应
6．1．1 晶体结构
6．1．2 磁性
6．1．3 磁电阻效应
6．2 化合物(Y，Ce)Mn_6Sn_6的磁性和磁电阻效应
6．2．1 晶体结构
6．2．2 磁性
6．2．3 磁电阻效应
6．3 化合物(Tb,Ce)Mn_6Sn_6的结构和磁性
6．3．1 晶体结构
6．3．2 内禀磁性
6．4 小结
第7章 总结和展望
攻读博士学位期间发表论文及参与项目目录
致谢
发布时间: 2006-05-10
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