Magnetic and magnetoelastic properties of f-d intermetallics with high content of 3d-metal

Abstract

Práce zkoumá fundamentální magnetické vlastnosti sloučenin RFexAl12-x (R - prvek těžkých vzácných zemin) s tetragonální krystalickou strukturou typu ThMn12. Studium LuFexAl12-x s nemagnetickým Lu ukázalo, že výměnné interakce a magnetokrystalická anizotropie se v oblasti homogenity, pro 4 ≤ x ≤ 6, významně mění. Při zvýšení obsahu Fe antiferromagnetické výměnné interakce zeslabují a naopak ferromagnetické zesilují. Změna výměnných interakcí probíhá v okolí x = 5. Podmřížka Fe vykazuje anizotropii typu snadná rovina, anizotropie při zvýšení obsahu Fe slábne. Sloučeniny RFe5Al7 s magnetickými R jsou silně anizotropní ferrimagnety s Curieovými teplotami mezi 193 a 262 K. Měřením magnetizace a šíření zvuku byly v RFe5Al7 odhaleny spontánní a polem vyvolané magnetické fázové přechody anizotropní a výměnné podstaty. Přechody poskytují kvantitativní informace o výměnné interakci mezi podmřížkami. Byla určena korelace mezi prvkem R a fundamentálními magnetickými vlastnostmi RFe5Al7. Magnetický moment Fe je 8 µB na buňku. Sloučeniny s Tb, Dy, Ho a Er vykazují kompenzaci magnetizací podmřížek vzácné zeminy a železa. Kompenzační teplota a Curieova teplota jsou úměrné výměnné interakci mezi podmřížkami R a Fe.

Fundamental magnetic properties have been studied in RFexAl12-x (R - heavy rare-earth element) compounds with the tetragonal crystal structure of the ThMn12 type. In the homogeneity range 4 ≤ x ≤ 6, exchange interactions and magnetocrystalline anisotropy of the Fe sublattice are significantly modified as found in LuFexAl12-x with non-magnetic Lu. With increasing Fe content, antiferromagnetic exchange interactions weaken and ferromagnetic strengthen. The change of the type of magnetic ordering occurs in the vicinity of x = 5. The Fe sublattice displays an easy-plane magnetic anisotropy that weakens with growing Fe concentration. RFe5Al7 compounds with magnetic R are highly anisotropic ferrimagnets with Curie temperatures from 193 to 262 K. Spontaneous and field-induced magnetic phase transitions of anisotropic and exchange nature have been found in RFe5Al7 by measurements of magnetization and sound propagation. The transitions provide quantitative information on the R-Fe inter-sublattice exchange. A correlation between the R element and the fundamental magnetic properties has been found for RFe5Al7. The Fe magnetic moment is near 8 µB per formula unit. The compounds with R - Tb, Dy, Ho and Er have a compensation of the rare- earth and iron sublattice magnetizations. The compensation point and Curie...