بخشی از مقاله
چکیده
تاثیر پذیري _ تاثیر گذاري یون مغناطیسی گادلینیم از الکترونهاي آزاد تحت پارامتر برهمکنش تبادلی J - 0 - از دو دیدگاه تئوري RKKY و مدل جناب کندو از طریق مطالعه پذیرفتاري مغناطیسی و مقاومت الکتریکی ترکیبات بین فلزي دوتایی GdX بر حسب دما انجام شده است. فلز غیر مغناطیسی X در دو گروه از ترکیبات فوق بگونه اي انتخاب و تعیین گردیده اند که قابلیت هیبرید شدگی با گادلینیم را دارا باشند مثلا X= Cu, Zn,Ag, Cd, Au از این دسته اند و عناصري مانند X=Al, Gd, In, Si,از این قابلیت برخوردار نمی باشند. ساختارمغناطیسی در ترکیبات بین فلزي، به شدت رقابت اندرکنش تبادلی و اثر حوزه کریستالی، که ناشی از الکترونهاي لکال بوده، بستگی مستقیم دارد. بنابراین با توجه به دو ساختار پیشنهادي کریستالی و مغناطیسی، تاثیر متقابل آنها بطور تجربی و تئوري به روش برنامهwien2k بررسی گردیده است.
مقدمه
هرچند مغناطیس پذیري عنصر گادلنیم و ترکیبات آن بوسیله ممانهاي اسپین بالا و جایگزیده با اندر کنش غیر مستقیم توسط الکترون آزاد واسط بین آنها تعیین می گردد، اما باتوجه به ساختار
الکترون هاي 5d می توانند به جاي رفتار الکترونهاي آزاد به عنوان شبه باند رفتار کنند[1] اثر تئوري RKKY در ثابت بودن J - 0 - - تاثیر یون مغناطیسی بر الکترون آزاد - وزیاد شدن ممان مغناطیسی
الکترونهاي ظرفیت گادولینیم که به شکل 5d-6s2 می باشند،موثرتا یک ممان مغناطیسی و مدل جناب کندو در متغیر بودن آن - تغییر ماهیتممانالکترون آزاد - و بیان compensation ، و کمشدن ممان مغناطیسی به سمت صفر را می توان از طریق مطالعه پذیرفتاري مغناطیسی و مقاومت الکتریکی ترکیبات بین فلزي بررسی کرد.
در سالهاي اخیر عامل اساسی افزایش ممان موثرمغناطیسی در بعضی ترکیبات گادلنیم را به جاي آنکه ناشی ازاسپین پلاریزگی مدل RKKY بدانند، ناشی از الکترونهاي فوق دانسته اند [2 ] و حتی آنها را تا حدي به عنوان رفتار پیوندشیمیایی به حساب می آورند. از طرف دیگر به نظر می رسد که تنوع رفتار مغناطیسی و ساختار کریستالی ترکیبات بین فلزي عنصرگادلنیم با عناصر غیر مغناطیسی به جاي آنکه به تعداد الکترونهاي آزاد، که پارامتر اساسی در مدل RKKY و مدل اندر کنش غیرمستقیم است، وابسته باشد مربوط به ساختار الکترونی نزدیک سطح فرمی باشد .[3]
این در حالیست که پایداري ساختار کریستالی و علت تغییر ترکیبات فوق از طریق تابع چگالی حالت و جایگاه توپولوژي یونهاي مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته - که ساختار و فاز کریستالی به ساختار باند که با پارامتر کره فرمی kf واندرکنش آن با بریلوئن زون تعریف می شود، بستگی دارد.ترکیبات بین فلزي عناصر لانتانیدي به دلیل شبه مغناطیسی بودن از دهه هاي گذشته، تا کنون مورد توجه می باشند 5] و.[4 در اینجانیز رفتار الکترون آزاد متاثر از یون مغناطیسی، تحت پارامتر اندرکنش تبادلی J - 0 - مورد بررسی قرار می گیرد. این تاثیر به عنوان پلاریزاسیون اسپینی الکترون آزاد معرفی شده و در مدل RKKY مقداري ثابت، J - 0 - ، فرض می شود.
در گزارشات ارائه شده، ترکیبات بین فلزي Gd-X داراي ممان مغناطیسی موثر متفاوتی نسبت به یون گادلینیم - μΔeff ≅ ±3μβ - می باشند،همچنین در برخی از این ترکیبات وجود دو فاز فرو مغناطیسی وپادفرومغناطیسی که با هیچ تئوریی قابل توضیح و توصیف نیستند - جدول - 1، گزارش گردیده است.ساخت نمونه ها Al, Ga و Au ترکیبات بین فلزي عنصر عناصرگادلینیم - - 99/9با با درجه خلوص 99/99 و با فرمول استوکیومتري GdX در کوره قوس الکتریکی در محیط آرگون ساخته شد. پس از ساخت نمونهها در لوله هاي کوارتز در محیط خلا سیلد گردیده و به مدت 96
ساعت در دماي 500-600 درجه سانتیگراد پخت شدند. ساختار کریستالی این نمونه ها با طیف اشعه X مشخص گردیده و موردمطالعه قرار گرفت. مقاومت الکتریکی و مغناطش نمونه هاي تک
فاز کریستالی نیز در دانشگاه صنعتی اصفهان اندازگیري شد.
نتایج و بحث
از آنجا که تغییر ساختار کریستالی و مغناطیسی هم در یک ردیف و هم در یک ستون اتفاق می افتد، به دنبال عامل تغییر و انتقال فوق میساختارباشیم و اینکه آیا تغییر : - 1 ناشی از ساختار و انرژي مغناطیسی است که شدت هیبرید شدگی روي یون غیر مغناطیس را ایجاد می کند؟ - جدول و شکل، - 2 - 2 ناشی از اثر اندازه و شعاع یونی، و نسبت شعاع به الکترون ظرفیت یون غیر مغناطیس می باشد؟ - جدول وشکل. - 3
یا - 3 و حوزه جست و خیز الکترون ظرفیت عنصر غیرمغناطیسی از آزادي تا جایگزیدگی E'f-Ed= می باشد که خودمی تواند ناشی ازپولاریزگی اسپین الکترونهاي آزاد توسط یون مغناطیسی باشد. و یا اینکه عامل دیگري این تغییر ساختار راایجادمی کند؟ - جدول و شکل - 4 هر کدام که باشد نتایج آزمایش بیانگر آنست که با اضافه کردن شعاع یونی در یک گروه و افزایش چگالی الکترون آزاد بررسی می گردد که در طی آن شاهد تغییرساختار کریستالی و همچنین تغییر فاز مغناطیسیبنابراین هستیم براي روشن شدن این امر و بررسی پیشنهادات فوق، به بررسی رفتار الکترون انتخابآزاددر برابر یون مغناطیسی پرداختیم؛ - 1 -
یون مغناطیسی گادلینیم، که در حالت s و کاملا متقارن بوده و درنتیجه اثر حوزه کریستالی و هیبرید شدگی یون مغناطیسی قابل صرفنظر می شود و - 2 - از سوي دیگر حاکمیت حوزه الکترون آزاد نسبت به شعاع اتمی عنصر غیر مغناطیسی با انتخاب سطر و ستون در جدول و - 3 - انرژي تزریق شده اندرکنش تبادلی و در نتیجه بروز شدت وجود و عدم وجود هیبریداسیون یون مغناطیسی روي یون غیر مغناطیسی در پدیده تبهگنی و میزان Tc در برخی ترکیبات بین فلزي نتیجهدوگانه .Gd-X دربا تغییر یون غیرمغناطیسی X اثر شعاع و حوزه هیبرید شدگی و پتانسیل مجازي[6] در مقابل قدرت هیبریداسیون "s-d" و توزیع و اختلاطالکترونهاي""s-d و تنوع ظرفیت به علت انتقال الکترون از d به sرا مورد توجه قرار داده ایم.
مطالعه سیستماتیک بیانگر آنست که تغییرات و حوزه جست و خیز الکترونهاي ظرفیت عنصرهاي غیر مغناطیس d می تواند یکی از عوامل مهم تغییر ساختار کریستالی ورفتار ناهنجار خواص فیزیکی از قبیل مقاومت الکتریکی ومغناطیسی باشند. از سوي دیگر احتمال شرکت الکترون آزاد درساختار باند به عنوان نیمه جایگزیده که بوسیله مدار اضافی باflip-spin در پروسه scattering در نزدیک سطح فرمی [7] انجام می گیرد نیز پیشنهاد می گردداما مهمترین سوالاتی که هنوز می توانند مطرح باشند این است که:چگونه می توان رفتار مشخصه bond بین مرکز یونی وLigand را بر حسب بعضی از مدارهاي الکترونی بررسی نمود؟ و اینکه با
