Er3(Fe, Co, M)29化合物(M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb)的结构与磁性

申  江; 陈难先; 李养贤; 孟凡斌; 吴光恒; 杨伏明; 贾  琳; 罗鸿志

doi:10.7498/aps.54.5246

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Er3(Fe, Co, M)29化合物(M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb)的结构与磁性

申江 , 陈难先 , 李养贤 , 孟凡斌 , 吴光恒 , 杨伏明 , 贾琳 , 罗鸿志

凝聚物质：结构、热学和力学性质

Er3(Fe, Co, M)29化合物(M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb)的结构与磁性

申江, 陈难先, 李养贤, 孟凡斌, 吴光恒, 杨伏明, 贾琳, 罗鸿志

物理学报. 2005, 54(11): 5246-5250.

doi: 10.7498/aps.54.5246.

摘要
合成了Er３Fe29-x-yCoxMy化合物(M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb )并用x射线衍射和磁测量等手段研究了它们的结构和磁性. 发现Fe基Er３(Fe,M)２９化合物结晶成哑铃对Fe-Fe无序替代的Th2Ni17型结构(P63/mmc空间群)而不能形成Nd3(Fe,Ti)２９型结构，因此其化学式也可以用Er2－n(Fe,M)17+2n (n=0.2)表示. 当Er３Fe29化合物中部分Fe原子被M原子所取代时，其居里温度均有一定程度的提高. 所有Er３(Fe,M)２９化合物在室温均为易面型各向异性. 当Er３(Fe,M)２９ (M=Cr, V)中的部分Fe原子被Co原子取代且Co原子数与Fe原子数达到一定比值时，得到一个单斜结构的新相. 磁测量表明Er３Fe19.5Co6V3.5在室温可能为单轴各向异性，在162K出现自旋重取向，其各向异性由易轴型变为易面型. 在5K下于难磁化方向磁化时观察到一个一级磁化过程(FOMP).

关键词:
稀土金属间化合物 /

　晶体结构 /

　磁晶各向异性
作者及机构信息
申江¹,

陈难先¹,

李养贤²,

孟凡斌²,

吴光恒³,

杨伏明³,

贾琳⁴,

罗鸿志⁵

(1)北京科技大学应用物理研究所,北京 100083; (2)河北工业大学材料学院,天津 300130; (3)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080; (4)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080;北京科技大学应用物理研究所,北京 100083; (5)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080;河北工业大学材料学院,天津 300130

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：TG2000067106)资助的课题.
参考文献

施引文献

[1]	R.Z.LEVITIN, 郭光华. 金属间化合物RMn2Ge2(R=La,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb和Y)中的自发磁相变及相变时的磁弹性异常. 物理学报, 2000, 49(9): 1838-1845. doi: 10.7498/aps.49.1838
[2]	申江, 陈难先, 李养贤, 孟凡斌, 吴光恒, 杨伏明, 贾琳, 罗鸿志. (Nd1－xErx)3Fe25Cr4.0(0≤x≤1.0) 化合物的结构与磁性. 物理学报, 2005, 54(5): 2176-2182. doi: 10.7498/aps.54.2176
[3]	陈怡, 申江. 稀土金属间化合物RFe2Zn20-xInx的结构属性研究. 物理学报, 2009, 58(13): 146-S150. doi: 10.7498/aps.58.146
[4]	F.R.deBoer, K.H.J.Buschow, 特古斯, 刘正义, 胡社军, 魏兴钊, 张雷, 曾德长. Ho2(Co,Si)17化合物的结构与磁晶各向异性. 物理学报, 2000, 49(2): 355-360. doi: 10.7498/aps.49.355
[5]	郭光华, 张海贝. 化合物HoMn6Sn6的磁晶各向异性及自旋重取向相变研究. 物理学报, 2005, 54(12): 5879-5883. doi: 10.7498/aps.54.5879
[6]	李华, 姜寿亭, 梅良模, 高汝伟. Nd2Fe14B化合物磁晶各向异性起源的理论研究. 物理学报, 1993, 42(7): 1179-1185. doi: 10.7498/aps.42.1179
[7]	李华；姜寿亭；梅良模；高汝伟. Nd_2Fe_14_B化合物磁晶各向异性起源的理论研究. 物理学报, 1991, 40(7): 1179-1185. doi: 10.7498/aps.40.1179
[8]	张立刚, 沈保根, 张绍英, 张宏伟. Er2(Fe1-xCox)15Ga2化合物的磁晶各向异性. 物理学报, 1998, 47(5): 817-823. doi: 10.7498/aps.47.817
[9]	叶令, 黄美纯, 朱梓忠. 稀土金属间化合物CeSn3和CeIn3的能带理论. 物理学报, 1987, 36(7): 981-985. doi: 10.7498/aps.36.981
[10]	叶令；黄美纯；朱梓忠. 稀土金属间化合物CeSn_3和CeIn_3的能带理论. 物理学报, 1987, 36(8): 981-985. doi: 10.7498/aps.36.981
[11]	施方也, 孙怀君, 郑金菊, 林根金, 方允樟, 吴锋民. 应力退火Fe基纳米晶薄带横向磁各向异性的介观结构研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4009-4016. doi: 10.7498/aps.56.4009
[12]	翁世浚, 邝宇平. 立方晶体铁磁各向异性的自旋波理论. 物理学报, 1964, 20(9): 890-908. doi: 10.7498/aps.20.890
[13]	徐建华. Al3Y化合物的晶体结构与电子结构. 物理学报, 1990, 39(2): 278-281. doi: 10.7498/aps.39.278
[14]	郭慧群, 赵见高, 王震西, 谢侃, 沈保根. (Tb,Dy)Fe₂金属间化合物的巨大磁致伸缩. 物理学报, 1979, 28(1): 121-124. doi: 10.7498/aps.28.121
[15]	杨应昌, 孔麟书, 程本培. 新型金属间化合物Sm(TiFe)12的结构与磁性. 物理学报, 1988, 37(9): 1534-1539. doi: 10.7498/aps.37.1534
[16]	陈治鹏, 马亚楠, 林雪玲, 潘凤春, 席丽莹, 马治, 郑富, 汪燕青, 陈焕铭. Nb掺杂-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能. 物理学报, 2017, 66(19): 196101. doi: 10.7498/aps.66.196101
[17]	张贺, 骆军, 朱航天, 刘泉林, 梁敬魁, 饶光辉. Cu掺杂AgSbTe2化合物的相稳定、晶体结构及热电性能. 物理学报, 2012, 61(8): 086101. doi: 10.7498/aps.61.086101
[18]	李震武, 傅正民, 李文秀. 新化合物——Sr2CaMoO6的相变与晶体结构. 物理学报, 1992, 41(6): 937-947. doi: 10.7498/aps.41.937
[19]	杨桂林, 徐游, 卢德林, 翟宏如. 稀土化合物RX的晶场参数分析. 物理学报, 1986, 35(9): 1142-1147. doi: 10.7498/aps.35.1142
[20]	谢双媛, 胡翔. 各向异性光子晶体中二能级原子和自发辐射场间的纠缠. 物理学报, 2010, 59(9): 6172-6177. doi: 10.7498/aps.59.6172

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物理学报. 2005, 54(11): 5246-5250.

doi: 10.7498/aps.54.5246.

Er3(Fe, Co, M)29化合物(M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb)的结构与磁性

1. (1)北京科技大学应用物理研究所,北京 100083; (2)河北工业大学材料学院,天津 300130; (3)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080; (4)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080;北京科技大学应用物理研究所,北京 100083; (5)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080;河北工业大学材料学院,天津 300130

基金项目:

国家自然科学基金(批准号：TG2000067106)资助的课题.

收稿日期: 2005-01-20
修回日期: 2005-03-31
刊出日期: 2005-11-20

摘要: 合成了Er３Fe29-x-yCoxMy化合物(M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb )并用x射线衍射和磁测量等手段研究了它们的结构和磁性. 发现Fe基Er３(Fe,M)２９化合物结晶成哑铃对Fe-Fe无序替代的Th2Ni17型结构(P63/mmc空间群)而不能形成Nd3(Fe,Ti)２９型结构，因此其化学式也可以用Er2－n(Fe,M)17+2n (n=0.2)表示. 当Er３Fe29化合物中部分Fe原子被M原子所取代时，其居里温度均有一定程度的提高. 所有Er３(Fe,M)２９化合物在室温均为易面型各向异性. 当Er３(Fe,M)２９ (M=Cr, V)中的部分Fe原子被Co原子取代且Co原子数与Fe原子数达到一定比值时，得到一个单斜结构的新相. 磁测量表明Er３Fe19.5Co6V3.5在室温可能为单轴各向异性，在162K出现自旋重取向，其各向异性由易轴型变为易面型. 在5K下于难磁化方向磁化时观察到一个一级磁化过程(FOMP).

关键词:

English Abstract

Structure and magnetic properties of Er3(Fe, Co, M)29 compounds (M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb)

1.
(1)北京科技大学应用物理研究所,北京 100083; (2)河北工业大学材料学院,天津 300130; (3)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080; (4)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080;北京科技大学应用物理研究所,北京 100083; (5)中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室,北京 100080;河北工业大学材料学院,天津 300130

Received Date: 20 January 2005
Accepted Date: 31 March 2005
Published Online: 20 November 2005

Abstract: A series of Er３(Fe, Co, M)２９ (M=Cr, V, Ti, Mn, Ga, Nb) compounds has been synthesized and their structure and magnetic properties have been investigates by means of x-ray diffraction and magnetic measurements. It is found that the Fe-based Er３(Fe,M)２９ compounds crystallize in the Th2Ni17-type structure with disordered substitution of the dumbbell Fe-Fe, instead of Nd3(Fe,Ti)２９-type structure, so its chemical formula can also be expressed as Er2－n(Fe,M)17+2n (n=0.2). Substitution of M for Fe in the Er３Fe29 compound leads to an increase in the Curie temperature. With the substitution of Co for Fe in the Er３(Fe,M)２９ (M=Cr, V) compounds, a new phase was found which crystallizes in monoclinic symmetry. The anisotropy of the Er３Fe19.5Co6V3.5 compound at room temperature is of easy-axis type and a spin reorientation transition from the easy-axis type to the easy-plane type anisotropy occurs when temperature decreases to 162K. A first order magnetization process (FOMP) was observed in the HMD magnetization curve of Er３Fe19.5Co6V3.5 at 5K, the critical field of the FOMP was derived to be 3.8T.

Keywords:

rare earth transition metal intermetallic compounds /
crystal structure /
magnetocrystalline anisotropy

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