结构无序反 Heusler 合金 Fe2RuGe 中的大饱和磁矩与高铁磁转变温度
材料科学
2023-06-27 v1
摘要
我们报道了通过电弧熔炼法成功合成一种新的基于 4 的多晶反 Heusler 合金 FeRuGe,并借助第一性原理计算详细研究了其结构、磁性与输运性质。X 射线与中子衍射、扩展 X 射线吸收精细结构以及 Fe Mössbauer 光谱研究证实了该体系为单相,其中 Fe 与 Ru 原子以接近 50:50 的比例随机分布于 4 与 4 Wyckoff 位置。理论能量最小化计算同样确认了无序结构的形成。尽管 Fe 与 Ru 原子存在随机交叉占位无序,磁测量不仅显示出约 860\,K 的高居里温度,还显示出 5\,K 下每化学式单位约 4.9\, 的大饱和磁矩,显著超出 Slater-Pauling 规则所预测的理论极限(每化学式单位 4\,)。已知仅有少数铁基反 Heusler 合金呈现如此高的居里温度。中子衍射分析结合等温磁化值表明,FeRuGe 中的磁矩仅与 Fe 原子相关,这也经 Mössbauer 谱证实。有趣的是,相较于母体化合物 FeGe 的立方或六方相,尽管在该结构无序化合物中替代以非磁性但等电子的 Ru 元素,FeRuGe 的居里温度仍显著升高。我们的理论计算揭示,4 位上较大的 Fe 磁矩(/Fe)可归因于从该 Fe 位向其 Ru 近邻的电荷转移。这种由电子电荷转移引起的磁矩大幅增强此前未在 Heusler 合金体系中有过报道。
引用
@article{arxiv.2306.14831,
title = {Large saturation moment and high ferromagnetic transition temperature in a structurally disordered inverse Heusler alloy Fe2RuGe},
author = {Sudip Chakraborty and Shuvankar Gupta and Vidha Bhasin and Santanu Pakhira and Céline Barreteau and Jean-Claude Crivello and Shambhu Nath Jha and Dibyendu Bhattacharyya and Maxim Avdeev and Valérie Paul-Boncour and Jean-Marc Greneche and Eric Alleno and Chandan Mazumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.14831},
year = {2023}
}