Sm-,1-x-Gd-,x-Al-,2-多晶樣品的低溫物理性能.pdf

1、Sm1-xGdxAl2（0﹤x﹤0.1）（本文中如無特殊說明，均指0﹤x﹤0.1）多晶樣品具有奇特的磁性，在某一特殊的溫度下，自旋保持鐵磁性有序，而不表現(xiàn)出宏觀的磁性。磁性抵消點處的這種特性，在自旋電子學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，具有很高的社會價值和理論意義。但目前國內(nèi)外對此材料在低溫磁場下的物性研究得不多，為此，本文對Sm1-xGdxAl2多晶樣品在低溫不同磁場下的磁化強(qiáng)度、電阻率、熱導(dǎo)和熱電勢分別進(jìn)行了研究。 測量了Sm1-xGd

2、xAl2多晶樣品的磁化強(qiáng)度。發(fā)現(xiàn)鐵磁性材料Sm1-xGdxAl2的順磁-鐵磁轉(zhuǎn)變溫度為125K，在強(qiáng)磁場下，自旋-軌道在磁性抵消點前后發(fā)生翻轉(zhuǎn)。磁性抵消點溫度隨x值的增大逐漸減小。由于Sm3+的第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能隙比較小，只有1400K，在考慮材料低溫下的磁性時，不能忽略第一激發(fā)態(tài)的影響，導(dǎo)致自旋磁矩和軌道磁矩對溫度的依賴關(guān)系不同，因此在某一特殊的溫度點，會出現(xiàn)自旋磁矩和軌道磁矩大小相等，方向相反的情況，即在鐵磁性材料Sm1-xG

3、dxAl2中存在一個總磁矩為零的磁性抵消點。 鐵磁性材料Sm1-xGdxAl2的電阻由剩余電阻、聲子散射引起的電阻和磁無序引起的電阻組成。剩余電阻是不隨溫度變化的常數(shù)。在高溫下，聲子散射引起的電阻與溫度成正比。在順磁-鐵磁轉(zhuǎn)變溫度附近出現(xiàn)的電阻的折變是由磁無序?qū)е碌碾娮枰鸬?。在轉(zhuǎn)變溫度以上，磁無序?qū)е碌碾娮枋且粋€不隨溫度變化的常數(shù)。 熱導(dǎo)表示材料對熱的傳導(dǎo)能力。Sm1-xGdxAl2的熱導(dǎo)在順磁-鐵磁的轉(zhuǎn)變溫度附近發(fā)生

4、斜率上的變化，在低溫下，Sm1-xGdxAl2的熱導(dǎo)和電阻的乘積與溫度成正比，材料的熱導(dǎo)在磁性抵消點附近沒有明顯異常，表明磁性散射對材料的熱導(dǎo)存在一定程度的影響，在低溫下，聲子熱導(dǎo)是可以忽略的。外加磁場和自旋-軌道翻轉(zhuǎn)對材料的熱導(dǎo)沒有影響。 Sm1-xGdxAl2的熱電勢由電子遷移引起的熱電勢和鐵磁性無序引起的熱電勢組成。當(dāng)溫度高于轉(zhuǎn)變溫度時，材料的熱電勢主要來源于電子遷移引起的熱電勢。低于轉(zhuǎn)變溫度時，熱電勢主要來源于鐵磁性無序