Ni-V 合金中原子无序的研究

我们基于中子衍射数据，对富 Ni 区域的 Ni$_{1-x}$V$_x$ 合金进行了对分布函数（PDF）分析。该结构研究旨在澄清与铁磁-顺磁量子相变附近的量子格里菲斯相相关的磁性不均匀性的起源。PDF 分析成功揭示了通过高温退火和快速冷却协议制备的 Ni$_{1-x}$V$_x$ 多晶样品的结构和化学分布细节。本研究证实了预期，即所有 0$\leq x \leq$0.15 的 Ni$_{1-x}$V$_x$ 样品均以具有残余应变的单相 fcc 结构结晶。晶格常数和原子位移参数随 V 浓度 $x$ 的增加而增大，这可以通过 V 和 Ni 原子在晶格上的随机占位以及半径比（$r_{V}/r_{Ni}$）为 1.05 来一致解释。探究局部 PDF 的替代简单模型，如 V 团簇或有序结构（Ni$_8$V、Ni$_3$V），其结果均逊于随机占位模型。此项研究有力地支持了二元合金 Ni$_{1-x}$V$_x$ 中的磁性团簇源于“随机”占位产生的富 Ni 区域，而非化学团簇。它揭示了 Ni$_{1-x}$V$_x$ 是在宽浓度范围（高达 x=0.15）内持续至低温（T=15 K）的固溶体的罕见实例之一。