ラ-ベス相Mn化合物の磁気構造に及ぼす圧力効果

压力对Laves相锰化合物磁结构的影响

基本信息

批准号：
03640313
负责人：
遠藤将一
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ラ-ベス相化合物RMn_2(R:希土類元素)ではRとMnがともに磁気モ-メントをもつ場合、RーR間に強磁性的、RーMn間に(反)強磁性的、MnーMn間に反強磁性的な相互作用が働きそれらが競成するため複雑な磁性を示す。DyMn_2より大きな格子定数をもつ化合物ではMnがモ-メントをもち、小さい化合物ではモ-メントをもたないことが見出されているが、TbMn_2は僅かに大きな格子定数をもち、TbとMnの両方が大きなモ-メントを有すめため複雑なヘリカル構造磁性体となっている。本研究では圧力をかけ格子定数を縮めたときの磁気的構造の変化を明らかにする。TbとMnをア-ク溶解して焼鈍したものを液体媒体の圧力クランプ容器をセットした。10kbまでの圧力、4.2〜150kの温度範囲,13.5kOeの外部磁場下で引抜法により磁化を測定した。常圧で50に付近に見られたヘリカルオ-ダ-に伴う、磁化・温度曲線の鋭いピ-クは加圧によって低温側ヘシフトし、5.3kbでは完全に消失した。加圧による格子定数の縮みによりMnのモ-メントが消失し系全体がTbのモ-メントによって強磁性になったと考えられる。以前、分担者の志加らが圧力を印加する代りに、Tb原子半径の小さい非磁性のScで置換して格子定数を縮める“化学的圧力"を用いて見出した結果と定性的には一致する。しかし、圧力による縮みとSc置換による縮みを比較するとSc置換の場合は圧力の1/2.5の縮みのところでMnのモ-メントが消失したことになる。次に、TbMn_2より格子定数の大きなGdMnについて同様の実験を行なった。常圧では110KのMn副格子のネ-ル点は10kbまで圧力とともに低温側にシフトし、Sc置換と定量的に一致した。ただし、Mnモ-メントの消失に伴う強磁性への転移には到らず、15kb程度の圧力が必要であることがわかった。

在拉夫斯相化合物RMn_2(R：稀土元素)中，当R和Mn都具有磁矩时，RR是铁磁性的，R和Mn是(反)铁磁性的，并且Mn-Mn之间存在反铁磁性相互作用。因为他们竞争，所以他们表现出复杂的吸引力。研究发现，Mn在晶格常数比DyMn_2大的化合物中具有矩，在比DyMn_2晶格常数小的化合物中没有矩，但TbMn_2的晶格常数稍大，两者都具有大的矩，从而产生复杂的螺旋结构磁性材料。在本研究中，我们将阐明当通过施加压力压缩晶格常数时磁结构的变化。对Tb和Mn进行电弧熔化和退火，并设置液体中压夹紧容器。在压力高达 10 kb、温度范围为 4.2 至 150 k、外部磁场为 13.5 kOe 的情况下通过提取法测量磁化强度。常压下在50附近观察到的与螺旋级数相关的磁化强度/温度曲线中的尖峰通过加压而移动至低温侧，并在5.3kb处完全消失。据认为，由于加压引起的晶格常数收缩，Mn磁矩消失，并且由于Tb磁矩，整个系统变成铁磁性。这与Shika等人先前发现的结果定性一致，他们没有施加压力，而是使用“化学压力”用原子半径较小的非磁性Sc代替Tb，并缩短了晶格常数do。然而，当比较由于压力引起的收缩和由于Sc置换引起的收缩时，在Sc置换的情况下，Mn力矩在压力的1/2.5收缩时消失。接下来，我们使用 GdMn 进行了类似的实验，GdMn 的晶格常数比 TbMn_2 更大。常压下，随着压力达到10kb，110K处Mn亚晶格的Neel点向低温侧移动，定量上与Sc取代一致。然而，由于Mn矩消失而没有实现向铁磁性的转变，并且发现需要约15kb的压力。