【摘 要】
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Heusler合金作为新型多功能磁性材料越来越受到研究者们的关注。由于具备优异而又丰富的物理效应,其在航天、医学、通信和新能源等很多领域发挥着越来越重要的作用。Heusler
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Heusler合金作为新型多功能磁性材料越来越受到研究者们的关注。由于具备优异而又丰富的物理效应,其在航天、医学、通信和新能源等很多领域发挥着越来越重要的作用。Heusler合金中的交换偏置效应在自旋阀、磁记录和永磁体中有着广泛的应用,使其成为目前的研究热点。与传统交换偏置效应(CEB)相比,自发交换偏置(SEB)效应去除了带磁场制备样品或外加磁场冷却过程的限制,使交换偏置效应的应用更加广泛和便捷。因此,关于自发交换偏置(SEB)的研究将是一项全新而有意义的工作。本文研究的是Heusler合金中的自发交换偏置(SEB)效应。本文中采用电弧熔炼的方法制备了Mn5oNi40Sn10-xTix(x=0-4)和Ni50Mn35In15-xAlx(x=0-15)两系列样品。为了确保成分均匀每个样品都被反复熔炼3次,熔炼所得的样品在1123 K进行真空退火72小时。应用X射线衍射仪(XRD)对退火样品进行结构表征,利用物理性能测试仪(PPMS)来获得样品M(H)、M(T)曲线,并采用PPMS上交流磁化率(ACMS)选件对样品的交流信号进行表征。通过分析测量结果得到以下主要结论:1、为了获得实现自发交换偏置(SEB)的条件,我们将Heusler家族中的几个典型SEB体系的数据进行了收集和分析。研究发现,在这些SEB体系中分子磁矩(Ms)不超过1μB/f.u.。基于这样的共性,我们提出了一个调控SEB的方法:调节铁磁(FM)和反铁磁(AFM)相互作用的相对强度。为了验证这一观点,我们选取具有较强的FM作用并没有SEB的Mn50Ni40Sn10作为母体成分,用与Sn价电子数相同的Ti取代Sn来提高体系中的AFM相互作用。我们发现AFM相互作用随Ti含量的增加不断提高,并且实现了 SEB的触发和调控。2、自发交换偏置(SEB)效应密切依赖于样品的磁性。为了成功调控并且解释其机理,我们选用FM作用较强且无SEB效应的Ni50Mn35In15合金为研究母体,用同主族的Al元素来取代In,保证了价电子数不变,获得了Ni50Mn35ln15-xAlx(x=0-15)系列合金。A1的取代在体系中引入了负的化学压力,使得晶胞收缩。随A1含量增加,AFM相互作用增加,实现了自发交换偏置场(HSEB)从0到1456 Oe的连续可调。
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