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            鐵氮化合物的高壓顛倒物性以及新相
            編纂:數理係磁性資料物性研討室 成泰民     發布時刻:2019-01-12

            由於鐵氮化合物中γˊ-Fe4N的優秀的磁功用和化學不亂性遭到研討人員的遍及關注。γˊ-Fe4N具有立方布局,由於γ-Fe的麵心處的6個Fe構成的8麵體間隙(γ-Fe的體心處)N原子的溶入,使得麵心立方的γ-Fe的晶格常數伸展了,其空間群為

            Zhang Wenxu等人研討了γ-Fe中磁矩誘導聲子的任務,這惹起了我們的關注。由於,在高壓下γˊ-Fe4N的晶格動力角度研討聲子譜不亂性及了解的任務還沒有報道過。為了愈加深化了解γˊ-Fe4N微不雅觀及微不雅觀動力學性質,我們係統地研討了磁矩對γˊ-Fe4N的聲子譜的影響以及壓力誘導下的聲子特性。

            压力招致的铁磁性晶态合金的“软模相变”的实验研讨很少有报道,不重意缘由在于:高压下非弹性中子散射实验或许拉曼散射实验测定整個布里渊区的声子谱具有困难,并且必需同时测定体系的磁性和晶体布局这就加大了实验的难度。而基于密度泛函实际的第一性原理可以计算体系在整個布里渊区上的声子谱,这为晶态物质的软模相变研讨提供了计算技术。我们自创上述实际和计算技术处置了10GPa下的γˊ-Fe4N在M點處的聲學支聲子硬化,發現了高壓新相P2/m-Fe4N。


            圖1: 關於γˊ-Fe4N原胞2×2×1的擴胞後,在XY平麵(即[100]-[010]平麵)上按虚频对应的极化向量标的目的關於Fe和N原子做了移动表示圖.


            圖2 在10GPa下,(a)沿M點的低頻聲子硬化形式移動[100]-[010]平麵上的Fe原子和N原子失掉的能量演化曲線。(b)P2/m布局Fe4N晶態合金的聲子譜。(c)對應的聲子態密度。


            圖3.(a)P2/m布局的Fe4N相關於γˊ布局的Fe4N焓差隨壓力的變化。(b)P2/m布局的Fe4N與布局的Fe4N的磁矩隨壓力的變化。

            此高壓新相具有如下特性:

            (1)壓力小於1GPa时高壓新相P2/m-Fe4N是热力学不乱的相,且磁矩與γˊ-Fe4N的磁矩險些相反。所以,常壓下P2/m相可以不亂的存在。2.9GPa~19GPa時,P2/m相的焓比γˊ相的焓小,基態布局更不亂。大於20GPa時,两相磁矩险些相反。这为高压下(如10GPa)製備有序 Fe4N晶態合金時(由於P2/m相焓遠小於γˊ相),容易製備出單相P2/m相,並且在常壓下P2/m相的磁矩與γˊ相的磁矩險些差不多。但新相的矯頑力及諸多磁性質沒有經過VSM(振動樣品磁強計)實行直接測量,這為新相P2/m的製備及物性的實驗研討而言具有實際指點意義。

            (2)關於磁性资料的运用而言,其饱和磁化强度與矫顽力都对运用起决议性的作用。高压下从实际上找到的P2/m相的對稱性低於γˊ相,所以其磁晶各向異功用比γˊ相的Fe4N大,在晶粒尺寸相反的處境下,我們以為P2/m相矯頑力比γˊ相大。所以,我們預測P2/m相的晶態合金Fe4N具有磁存儲媒質和磁頭資料的潛在運用價值。

            本研討失掉國度自然迷信麵上基金(同意號:11374215)的幫助,相關效果頒布於Journal of Magnetism and Magnetic Materials 451 (2018) 87–95(2區,IF:3.06)


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