Undersøgelse tilbyder korrektion for bedre beregninger for de magnetiske egenskaber af neodymforbindelser

Højenergi neutronspredning er et kraftfuldt værktøj inden for spektroskopi, der gør det muligt for forskere at undersøge de fysiske og kemiske egenskaber af mange forskellige materialer.

Det er især velegnet til at studere de tætte og komplekse strukturer af lanthanid-jern intermetalliske forbindelser, såsom den berømte Nd₂ Fe₁₄ B. Indtil videre har forskere dog stadig ikke fundet ud af, hvordan man kan undersøge materialets værdifulde magnetiske egenskaber ved hjælp af neutronspredning.

I en ny undersøgelse offentliggjort i The European Physical Journal Plus , Michael Kuz'min ved Aix-Marseille Universitet, sammen med Manuel Richter ved Leibniz IFW Dresden, præsenterer en korrektion af teknikken, som kunne bruges til at bestemme 'udvekslingsfeltet' af Nd:en vigtig indikator for dens magnetiske egenskaber.

Duoens tilgang kan hjælpe forskerne til bedre at forstå oprindelsen af ​​neodymforbindelsers høje modstand mod afmagnetisering, hvilket er afgørende for deres brug som permanente magneter, som er uundværlige til vindmøller, elbiler og robotter.

Et metals udvekslingsfelt måler graden af ​​tilpasning mellem kvantespindene af dets naboatomer, hvilket er stærkt knyttet til styrken af ​​dets magnetisme. Det kan bestemmes ved at måle forskellen mellem to nøglemængder.

Den første af disse er den overgangsenergi, der kræves for, at kredsende elektroner kan bevæge sig mellem 'multipletter':tætsiddende energiniveauer forbundet med de elektroniske strukturer af Nd-atomer. For det andet beskriver spin-kredsløbssplitning interaktionen mellem det regelmæssige vinkelmoment af elektronernes spin og deres kredsløb omkring deres atomer.

Til målinger af Nd-udvekslingsfeltet dukker der udfordringer op, da begge disse størrelser er påvirket af elektriske felter, der genereres af arrangementet af ioner, der omgiver Nd-atomer i krystalgitteret, hvilket interfererer med gensidige interaktioner mellem deres kredsende elektroner.

I deres undersøgelse foreslår Kuz'min og Richter et nyt sæt formler for at korrigere for indflydelsen af ​​dette elektriske felt. Ved at anvende disse korrektioner på deres observationer håber duoen, at forskere i fremtidige eksperimenter kan blive bedre placeret til at udforske og udnytte metallets magnetiske egenskaber ved hjælp af neutronspektroskopi.

Flere oplysninger: Michael D. Kuz'min et al., Lanthanide-udvekslingsfelter og intermultipletovergange i permanentmagnetmaterialer, The European Physical Journal Plus (2023). DOI:10.1140/epjp/s13360-023-04449-5

Leveret af Springer