大矫顽力铝取代纳米结构铁氧体的温度依赖磁性和结构特性

我们报告了对铝取代 M 型六铁氧体 SrFe$_{12-x}$Al$_x$O$_{19}$ 的温度依赖结构、磁学、振动和介电特性的全面研究。中子粉末衍射和 Mössbauer 谱学表明 Al$^{3+}$ 优先取代自旋向上八面体位点（2a, 12k），破坏了与自旋向下 4f 四面体位点的交换耦合，导致特定位点磁矩的逐步降低和居里温度的系统性降低，这得到了温度依赖磁化率测量的支持。拉曼光谱在 $T_C$ 附近揭示了显著的声子异常，特别是在与双金字塔 Fe-O 振动相关的模式中，反映了 4e-12k 和 4e-4f 交换通道的减弱。然而，矫顽场表现出显著增加，SrFe$_{9.6}$Al$_{2.4}$O$_{19}$ 的 $\mu_0H_C$ 达到约 1.2 T，是该类材料 reported 的最大值之一。磁化率测量表明，铝取代虽然削弱了超交换网络，但有助于稳定单畴行为。