纳米块体金属钆和镝的磁性相变分析

摘要

对纳米晶钆(Gd)和镝(Dy)块体材料的磁性进行了研究。与多晶比较,通常纳米晶的磁化强度减小,居里温度TC降低,但平均粒径为10 nm的纳米晶Dy的居里温度TC反而升高到100 K,平均粒径为10 nm的纳米晶Gd中还存在明显的反铁磁相。通过RKKY交换作用的计算知道,晶面晶界处原子的交换积分会发生正负号的变化,能量最低的稳定状态对应三种有序相:铁磁相、反铁磁相和扇相,晶粒中在一定条件下出现三相共存。对于平均粒径为10 nm的纳米晶,晶面晶界处原子所占比例很大,三相叠加的结果,对于Gd,即是在相变点附近出现磁化强度尖峰;对于Dy,则是磁化强度随温度升高下降缓慢,表现为居里温度TC比多晶升高。