Fe$_5$SiB$_2$-Fe$_5$PB$_2$ 系统的磁性质

我们研究了化合物 Fe$_5$Si$_{1-x}$P$_{x}$B$_2$ 的磁性质，聚焦于 Curie 温度 $T_\textrm{C}$、饱和磁化 $M_\textrm{S}$ 和磁晶体各向异性。使用场和温度依赖的磁化 measurements 来确定 $T_\textrm{C}\left(x\right)$ 和 $M_\textrm{S}\left(x\right)$。在 10 K (300 K) 时的饱和磁化分别从 $1.11~\mathrm{MA/m}$ ($1.03~\mathrm{MA/m}$) 单调降低至 $0.97~\mathrm{MA/m}$ ($0.87~\mathrm{MA/m}$)，随着 $x$ 从 0 增加到 1。确定 Curie 温度为 810 K 和 615 K分别对应于 Fe$_5$SiB$_2$ 和 Fe$_5$PB$_2$。最高 $T_\textrm{C}$ 观察到 $x=0.1$，随着更大的 $x$ 单调降低。Curie 温度也通过密度泛函理论和蒙特卡洛模拟理论地确定为 Fe$_5$SiB$_2$ 和 Fe$_5$PB$_2$ 分别为 700 K 和 660 K。有效磁晶体各向异性的大小通过接近饱和定律提取，显示随磷浓度的增加而增加。低场磁化-温度结果显示 $x = 0, 0.1, 0.2$ 时，存在从易轴向各向异性到易平面各向异性的转变，随着温度降低。