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这种杨 -泰勒劈 裂对驱动马氏体相变起到非常重要的作用. 此外, Priolkar 等[8,9] 最近在 NiMnIn 体系中通过扩展 X 射线吸收精细结构, X 射线磁圆二色性指出在马氏 体相中 Ni-Mn 杂化的程度体现了反铁磁相互作用 的强度. 众所周知, 巨磁电阻效应、 巨磁热效应和交 换偏置效应 [10] 都与马氏体相的磁性密切相关, 因此, 对马氏体相磁性的调控对上述功能的优化具有 重要意义. 最近, 我们课题组开发了一类具有磁致 结构相变的 Mn2NiSn 合金 [11] , 并且观察到了交换 偏置效应 [12] . 我们期望将 Tm 较高的 Mn50Ni41Sn9 合金通过调控体系的Ni-Mn 杂化程度 (利用 d壳层 为满壳层的过渡族金属 Cu 连续取代 Ni) 达到调控 马氏体相变温度和马氏体相磁性的双重效果. 在本文中, 通过磁性测试和分析发现在Mn50Ni41?xSn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) 合金中 Cu 取代Ni 不仅大幅度地降低系统的马氏体相变温度, 同时, 削弱了马氏体相的反铁磁相互作用, 使得自 发交换偏置场减小, 并且重点分析了掺杂 Cu 对马 氏体相变及磁性影响的规律及物理机理. ? 河北省自然科学基金 (批准号: E2016205268)、 国家自然科学基金 (批准号: 11504247) 和河北省高等学校科学研究项目 (批准号: QN2015013) 资助的课题. ? 通信作者. E-mail: [email protected] ?

2016 中国物理学会 Chinese Physical Society http://wulixb.iphy.ac.cn 247501-1 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.

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247501 2 实验方法 多晶系列合金 Mn50Ni41?xSn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) 是在 WK2 型非自耗高真空电弧炉中采用纯 度为99.99 %的Mn, Ni, Sn, Cu 单质金属在氩气气 氛保护下熔炼制成. 熔炼所得锭材在真空石英管中 进行

1073 K高温退火

72 h. 根据Cu 的原子百分比 将得到的合金分别命名为 Cux 合金. 利用 X 射线 衍射仪 (XRD) 对样品的结构进行了表征;

利用物 理性能测试系统(PPMS)检测合金的磁性信息.

3 结果与讨论 图1显示了室温下 Mn50Ni41?xSn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) 系列样品的 XRD 图谱. 由XRD 图谱可 见, Cu0 样品为非调制的四方马氏体相, 其余含 Cu 样品均为立方奥氏体相, 由此可见, Cu 的掺入 有利于稳定奥氏体相, 降低马氏体相变温度. 同时, 奥氏体相均出现了与原子有序占位相关的超 晶格衍射峰, 这表明 Cu 取代 Ni 并不改变原子的 有序度. 根据 XRD 图我们获得了每个样品的晶格 常数. Cu0 样品晶格常数为 a = b = 0.5570 nm, c = 0.6851 nm;

Cu1, Cu3 和Cu5 样品的晶格常 数a 分别为 0.5993, 0.6007 和0.6010 nm. 对于晶格 常数略微的增大, 我们推测是由于 Cu 的原子体积 (7.1 cm3 /mol) 大于Ni 的原子体积(6.59 cm3 /mol) 所造成的 [13] . 图2给出了 Mn50Ni41?xSn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) 在不同频率下测得的交流磁化率的实部对温度 的依赖关系. 为了清晰, 图中只给出了

3 个典型频 率下的曲线. 从图

2 可以观察到从高温到低温存在 三个特征温度: 第一个特征温度处磁化率陡然增加 图1(网刊彩色) Mn50Ni41?xSn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) 样品在室温下的 XRD 图谱 Fig. 1. (color online) XRD patterns for Mn50Ni41?x Sn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) alloys at room temperature. 图2(网刊彩色) Mn50Ni41?xSn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) 样品在不同频率下测得的交流磁化率的实部 (χ′) 对温度 (T) 的依赖关系 Fig. 2. (color online) Temperature dependence of the real part of the ac susceptibility (χ′) for Mn50Ni41?xSn9Cux (x = 0, 1, 3, 5) alloys measured at di?erent frequencies. 247501-2 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.