Si掺杂对Mn3Zn0.6Ge0.4N的负热膨胀和磁性能的影响

中国材料进展, 2015, 34(7): 521-525. doi: 10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.05

Si掺杂对Mn3Zn0.6Ge0.4N的负热膨胀和磁性能的影响

李少鹏 ^1, , 谭杰 ^2, , 赵玉强 ^3, , 王维 ^4, , 黄荣进 ^5, , 李来风 ^6,

1.中国科学院理化技术研究所,北京100190;中国科学院大学,北京100190

2.中国科学院理化技术研究所,北京,100190

3.中国科学院理化技术研究所,北京100190;中国科学院大学,北京100190

4.中国科学院理化技术研究所,北京,100190

5.中国科学院理化技术研究所,北京,100190

6.中国科学院理化技术研究所,北京,100190

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51401224)

关键词： Mn3Zn0.6Ge0.4N , Si掺杂 , 放电等离子体烧结 , 负热膨胀性能 , 磁性能

Effect of Si Doping on the Negative Thermal Expansion and Magnetic Properties of Mn3Zn0.6Ge0.4N

Keywords： Mn3Zn0.6Ge0.4N , Si doping , spark plasma sintering , negative thermal expansion property , magnetic property

为了探究Si元素对反钙钛矿材料Mn3Zn0.6Ge0.4N的负热膨胀和磁性能的影响,利用放电等离子体烧结法制备了一系列Si掺杂的Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN(x =0,0.1,0.15,0.2)材料.材料的结构通过多晶粉末X射线衍射进行了表征,测试结果表明实验成功的制备了Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN化合物(空间群Pm-3m).接着,对Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN进行了热膨胀性能测试,发现随着Si掺杂量的增加,样品的负热膨胀温区的起始温度向低温移动,而负热膨胀温区的宽度不变.Mn3Zn0.6SixGe0.4-xN的磁性能由物理性能测试系统(PPMS)进行了测试,结果表明,掺杂Si元素之后,在370 K附近的顺磁-反铁磁转变完全消失,这与掺杂Si元素之后,负热膨胀起始温度迅速向低温移动的现象一致,证明负热膨胀现象与磁转变的紧密联系.另外,Si掺杂使Mn3Zn0.6Ge0.4N在低温阶段出现自旋玻璃态现象,同时激发了样品的低温铁磁性.

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