组合结构化合物Ho2Ni7-xFex (x=03.0)的晶体结构、结构转变和磁性

杨育奇; 高庆庆; 李冠男

doi:10.7498/aps.62.016103

摘要

在金属间化合物的结构演变中, 原子尺寸因素起着重要的作用. 由于密堆积效应, 不同原子半径比的元素往往形成不同的结构. 而自由电子填充于原子构成的晶体结构的间隙中, 它对化合物的结构也有影响. 基于组合结构化合物Ho2Ni7-xFex, 结合原子尺寸与自由电子对晶体结构的不同影响, 文章探讨一种单位体积内自由电子浓度的经验方法来判断Ho2Ni7-xFex 化合物中两种异构体间的转变. 随着Fe含量的增加, Ho2Ni7-xFex化合物先结晶成Gd2Co7型三方结构, 然后结晶成Ce2Ni7 型六方结构. 利用Rietveld精修技术和磁测量, 获得了化合物的晶体结构参数和饱和磁化强度. 化合物晶胞常数随Fe含量增加而增加, 饱和磁化强度则随之减少(d Ms/d x=-2). 分析结果表明, 单位体积内自由电子浓度更高, 化合物形成三方结构, 反之则形成六方结构.

关键词:

Abstract

Based on the composite compounds Ho2Ni7-xFex (x=0-3.0), a method of describing the structure transition from rhombohedral to hexagonal is discussed in terms of free electron concentration. The transition is investigated by X-ray powder diffraction and magnetic analysis. The compounds crystallize into the rhombohedral Gd2Co7-type structure for x=0-0.5 and into the hexagonal Ce2Ni7-type structure for x=0.5-2.5. The values of lattice parameters a and c of the Ho2Ni7-xFex compounds increase with the addition of Fe, and the saturation magnetization Ms decreases with Fe content increasing at a rate of d Ms/d x=-2, manifesting antiparallel alignments of the Fe and Ho moment. The higher the free electron concentration, the stabler the rhombohedral structure is, otherwise the hexagonal structure is stabler, which provides a meaningful parameter to distinguish the two allotropies in composite structure intermetallics.

Keywords:

作者及机构信息

1.
江西理工大学材料科学与工程学院, 赣州 341000;

2.
中国科学院物理研究所, 北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50631040)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China;

2.
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50631040).

参考文献

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施引文献

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