La$_{2-x}A'_{x}$Ni$_{7}$化合物（$A'$ = Sm, Gd）的多晶型结构与磁性能的关系

本研究结合X射线粉末衍射与磁性测量，研究了含磁性稀土元素（$A'$ = Sm, Gd）的La$_{2-x}A'_{x}$Ni$_{7}$化合物的晶体结构与磁性能。这些互生化合物结晶为2$H$六方（Ce$_{2}$Ni$_{7}$型）和3$R$菱方（Gd$_{2}$Co$_{7}$型）多晶型结构的混合物，该结构与[$AB_{5}$]和[$A_{2}B_{4}$]亚单元沿$c$轴的堆叠有关。平均晶胞体积随$A'$含量线性减小，而$c/a$比在$x$ = 1处达到最小值，这是由于两种不同亚单元之间$A'$取代La所受的几何约束所致。磁性能强烈依赖于结构类型和$A'$含量。六方La$_{2}$Ni$_{7}$在低场和低温下为弱反铁磁体（wAFM），并在外加磁场下向弱铁磁态（wFM）发生变磁相变。在外加磁场0.1 T下，La$_{2-x}A'_{x}$Ni$_{7}$金属间化合物表现出两个不同的转变温度$T_{1}$和$T_{2}$，两者均随$x$增加而升高。对于$A'$ = Sm，$T_{1}$与2$H$相中的wFM-wAFM转变相关，而$T_{2}$与2$H$相和3$R$相的居里温度有关。在$T_{1}$和$T_{2}$之间观察到变磁行为，对于$A'$ = Sm的化合物，其转变场$\mu_{0}H_{Trans}$在2至3.5 T之间。La$_{2-x}Sm_{x}$Ni$_{7}$化合物（$x$ > 0）在低温下表现为硬磁体，具有较大的矫顽场$\mu_{0}H_{C}$（在5 K且$x$ = 2时$\mu_{0}H_{C}$ > 9 T），而La$_{2-x}Gd_{x}$Ni$_{7}$化合物（$x$ > 0）为软亚铁磁体，其饱和磁化强度随Gd含量线性增加。