| 题名 | Cr(N)−β-Cr2N纳米粒子与Mn3MN三元氮化物的制备、磁性及输运性能研究 |
| 作者 | 封文江 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006-06-15 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 张志东 |
| 关键词 | 纳米粒子 三元氮化物 玻璃态铁磁性 寄生铁磁性 |
| 学位专业 | 材料物理与化学 |
| 中文摘要 | 本论文利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X光电子能谱分析(XPS) 扫描电子显微镜 (SEM)、X射线能谱分析(EDX)以及超导量子干涉仪(SQUID)等手段系统地研究了Cr(N)–β-Cr2N纳米粒子的结构、形貌和磁性， Mn3.1Sn0.9与Mn3.1Sn0.9N化合物的相组成、磁性及输运性能，Mn4-xAgxN和Mn3+xGa1-xN两个三元氮化物系列的相组成、磁性以及输运性能。 用电弧放电法，在氢气、氩气和氮气的混合气氛下，制备了Cr(N)–β-Cr2N纳米粒子。XRD与TEM研究表明，该样品由多面体形状的Cr(N)固溶体与长方或立方形状的存在N缺位的β-Cr2N两相纳米粒子组成。XPS的结果揭示了两者存在相似的壳核结构：表层是由氧化铬（Cr2(CrO4)3或者是Cr-O (20 % Cr)）以及Cr与N–O的复合物组成，而核分别为Cr(N)固溶体或者是β-Cr2N。磁性测量表明，该纳米粒子的冻结温度为29 K，主要表现为反铁磁性，此外的弱铁磁性来源于表面未补偿的自旋。 采用电弧熔炼和退火的方法制备了六方Ni3Sn结构的Mn3.1Sn0.9化合物，随后对该化合物的氮化处理得到了立方反钙钛矿结构的Mn3.1Sn0.9N化合物。磁性测量发现，Mn3.1Sn0.9化合物在31.8 K以下转变为玻璃态铁磁性。其玻璃态成分归因于少量的无序（来源于Mn原子对2c位的随机占据）和通常的阻挫引起；Mn3.1Sn0.9N化合物在全部温度范围内（5-370 K）显示寄生铁磁性，在280 K出现自旋再取向转变。输运测量表明，Mn3.1Sn0.9化合物的输运为金属性行为，Mn3.1Sn0.9N化合物在27 K出现了金属―非金属转变，这归因于静态无序。这两种化合物物理性能的巨大差异按照如下三个方面来探讨：即六方 DO19与立方反钙钛矿结构的相关性、Mn原子间距的减小、自旋配对或者电荷转移效应。 采用球磨加渗氮的手段制备了Mn2N0.86化合物，随后以此为原料采用球磨加退火的方法制备了Mn4-xAgxN系列固溶体化合物。磁性测量显示，Mn4-xAgxN(x = 0, 0.3) 化合物均为亚铁磁体。Ag对Mn的少量替代提高其饱和磁化强度。Mn4-xAgxN(x = 0.6, 1.0) 在低温下经历了反铁磁到非共面亚铁磁的磁性转变。而高温的磁化强度曲线上的尖峰是由于寄生铁磁性中的铁磁性部分从增大到减小的转变产生的。输运性能的测量表明，Mn3AgN化合物的电阻率曲线出现了两个极小值。对Mn3AgN来说，全部温度范围内可观察到正的磁电阻，最大值为1.13 %。 采用Mn2N0.86、Ga块与Mn粉为原料，采用二次烧结法制备了Mn3+xGa1-xN系列化合物。该化合物低温下可能为亚铁磁与一些类自旋玻璃无序共存的FL相。在200-300 K的范围内有一个宽的反铁磁到顺磁的磁性转变。输运性能的测量显示，该样品为典型的金属性导电行为，磁性的改变并没有引起相应的电导行为的变化。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 111 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16886]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 封文江. Cr(N)−β-Cr2N纳米粒子与Mn3MN三元氮化物的制备、磁性及输运性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2006. |
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