Ni72Mn27Ti1 VE Ni72Mn25Ti3 ALAŞIMLARININ MANYETIK

Abstract

Ni1-xMnx alloys have been extensively investigated so far, mainly because of their unusualphysical properties. Most obvious and common behavior of Ni1-xMnx alloy is thesequence of magnetic phase transitions from paramagnetic at higher temperature, toferromagnetic-like at intermediate temperatures and spin-glass-like properties withdecreasing temperature. These behaviors are believed to originate from the competinginteractions between ferromagnetic Ni–Ni, Ni–Mn and antiferromagnetic Mn–Mn pairs.Some similar work has been shown that the magnetic states and the electrical propertiesare significantly changed, especially at low temperatures, by the addition of a few atomicper cent of nonmagnetic Ti impurities to NiMn alloy. Magnetic measurements have beencarried out for both Ni72Mn27Ti1 and Ni72Mn25Ti3 sample by using vibrating samplemagnetometer (VSM).As can be seen from Fig.1, the value of magnetization sharply increases with the externalmagnetic field strength at low field region and, however, it can not reach a saturation stateyet in the presence of a relatively strong magnetic field of even 5 kOe. The high field sideof the curves are almost lineer with the external field. The measured value of saturationmagnetization decreases with increasing temperature as well. The non-saturatedmagnetization suggests the existence of strong antiferromagnetic inter-cluster interactionsmixed with ferromagnetic interactions inside the clusters [2,3,4]. By increasing the appliedfield, the ferromagnetic part tends to saturate, whereas the antiferromagnetic partincreases linearly.Fig. 2 displays the M-T curves of the sample at the applied field of 100 Oe, respectively. Itis found that for the ZFC curve start to increase at critical temperature of 90 K showing aphase transition. Then with decreasing temperature, exhibits a maximum at around 16K and start to decrease below this temperature. The decrease in magnetization below thistemperature may indicate that there are strong antiferromagnetic inter-cluster interactionsbetween the particles.

Özet

Ni1-xMnx alaşımları sıradışı fiziksel özelliklerinden dolayı, bugüne kadar yaygın bir şekilde incelenmiştir. Ni1-xMnx alaşımın en bariz ve yaygın davranışı yüksek sıcaklıkta paramanyetik, orta sıcaklıklarda ferromanyetik ve sıcaklık düşüşü ile birlikte spin camı özellilerini göstermesidir. Bu davranışlar ferromanyetik Ni-Ni, Ni-Mn ve antiferromanyetik Mn-Mn çiftleri arasındaki rekabet etkileşimlerden kaynaklandığı düşünülmektedir. Buna benzer bir çalışmada, özellikle düşük sıcaklıklarda NiMn alaşımına manyetik olmayan Ti safsızlıklık atomlarından çok az miktarda ilave edilmesiyle manyetik durumların ve elektriksel özelliklerin önemli ölçüde değiştiğini gözlenmiştir. Manyetik ölçümler, titreşimli magnetometere (VSM) kullanarak Ni72Mn27Ti1 ve Ni72Mn25Ti3 numuneleri için yapılmıştır. Şekil 1'de görüldüğü gibi, düşük alan bölgelerinde manyetizasyon değeri uygulanan manyetik alan gücü ile birlikte keskin bir şekilde artarken, en yüksek manyetik alan bölgelerinde (5 kOe) dahi doyuma ulaşamamaktadır. Eğrilerin yüksek alan tarafı neredeyse uygulanan alan ile doğrusal artmaktadır. Ölçülen doygunluk mıknatıslanma değeri de artan sıcaklık ile azalır. Doyuma ulaşmayan mıknatıslanma, örnek içerisinde antiferromanyetik yapı ile ferromanyetik yapı arasındaki iç etkileşimlerin karışık ve güçlü olduğunu göstermektedir [2,3,4]. Uygulanan manyetik alanın artırılmasıyla birlikte, ferromanyetik kısım doyuma ulaşırken, antiferromanyetik kısım doğrusal olarak artar. Fig. 2'de 100 Oe'lik bir manyetik alanın uygulandığı M-T grafiği görülmektedir. Grafikte, ZFC eğrisinin faz geçişini gösteren kritik sıcaklık olan 90 K civarında artmaya başladığı görülmektedir. Sonra sıcaklığın azalmasıyla 16 K'de bir maximum verir ve bu noktadan sonra azalmaya başlar. Bu sıcaklığın altında mıknatıslanmadaki azalma parçacıklar arasında güçlü antiferromanyetik etkileşimleri olduğunu gösterir.