Altering the magnetic ordering of Fe3Ga4 via thermal annealing and hydrostatic pressure
Altering the magnetic ordering of Fe3Ga4 via thermal annealing and hydrostatic pressure
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通过热退火和静水压力改变 Fe3Ga4 的磁序
DOI：
10.1016/j.jallcom.2021.162421
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发表时间：
2022
影响因子：
6.2
通讯作者：
Jamer, Michelle E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wilfong, Brandon;Sharma, Vaibhav;Naphy, Jared;Bishop, Omar;Bennett, Steven P.;Prestigiacomo, Joseph;Barua, Radhika;Jamer, Michelle E.
研究了合成后退火温度对电弧熔炼的Fe 3Ga 4样品的影响，以研究退火引起的晶体学和磁性的变化。结果表明，（无公度自旋密度波）ISDW-FM（铁磁）转变温度的演变作为退火样品中的细化晶胞体积的函数的显着趋势。引人注目的是，这种趋势允许将转变温度调整到室温（300 K），同时保持温度的急剧转变，为Fe 3Ga 4 in功能器件的使用打开了大门。通过Rietveld精修的高分辨率X射线衍射数据的晶体学分析表明，电弧熔化的化学计量的Fe 3Ga 4是多相的，无论退火温度与FeGa 3的相分数减少在较高的退火温度的次要相。为了验证ISDW-FM转变温度相对于晶胞体积的趋势，进行了高压磁力测定。这表明FM-ISDW（~ 68 K）和ISDW-FM（~ 360 K）的相变温度可以分别随外压线性地调节、升高和降低。因此，外部压力和随之而来的晶体学变化最小化的温度范围内的稳定性的ISDW指向的重要性的结构性质的机制上的中间ISDW相的形成。这些结果显示了如何调整该模型系统，并强调了未来高压晶体学和相关单晶测量的需求，以了解在未来设备中开发的中间ISDW相的机制和性质。
The effects of post-synthesis annealing temperature on arc-melted samples of Fe3Ga4has been studied to investigate changes in crystallographic and magnetic properties induced by annealing. Results show a significant trend in the evolution of the (incommensurate spin density wave) ISDW-FM (ferromagnetic) transition temperature as a function of the refined unit cell volume in annealed samples. Strikingly, this trend allowed for the tuning of the transition temperature down to room-temperature (300 K) whilst maintaining a sharp transition in temperature, opening the door to the use of Fe3Ga4in functional devices. Crystallographic analysis through Rietveld refinement of high-resolution x-ray diffraction data has showed that arc-melted stoichiometric Fe3Ga4is multi-phase regardless of annealing temperature with a minor phase of FeGa3decreasing in phase fraction at higher annealing temperature. In order to validate the trend in ISDW-FM transition temperature with regard to unit cell volume, high pressure magnetometry was performed. This showed that the FM-ISDW (~ 68 K) and ISDW-FM (~ 360 K) transition temperatures could be tuned, increased and decreased respectively, linearly with external pressure. Thus, external pressure and the ensuing crystallographic changes minimize the temperature range of the stability of the ISDW pointing toward the importance of structural properties on the mechanism for the formation of the intermediate ISDW phase. These results show how this model system can be tuned as well as highlighting the need for future high-pressure crystallography and related single crystal measurements to understand the mechanism and nature of the intermediate ISDW phase to be exploited in future devices.
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11.1
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通讯作者：
Rosenbaum, T. F.