ErCo10Mo2-xSix intermetalik alaşımının yapısal ve magnetik özellikleri

Abstract

ÖZET Yüksek Lisans Tezi ErCoıoMo2-xSix İNTERMETALİK ALAŞIMININ YAPISAL VE MAGNETİK ÖZELLİKLERİ Zuhal GÜNER Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Ayhan ELMALI Bu tez çalışmasında, ErCoıoMc^SL. (0 < x < 2) intermetalik alaşımının yapısal ve magnetik özellikleri, X-ışını toz kırınım deneyleri ve mıknatıslanma ölçümleri ile incelenmiştir. Örnekler, bileşiği oluşturan saf elementlerin argon atmosferi altında ark fırınında, su soğutmalı bakır pota içinde eritilmeleri ile elde edilmiştir. X-ışını toz kırınım ölçümleri, Cu hedefli Rigaku D-max 2200 toz difaktometresi ile yapılmıştır. X-ışını toz kırınım deneyleri ile bileşiklerin I4/mmm uzay grubuna sahip, tetragonal ThMni2-tipi kristal yapıda oldukları belirlenmiş ve bazı bileşiklerde az miktarda yabancı fazların bulunduğu ortaya çıkarılmıştır. Bileşikte Mo atomlarının yerini Si atomlarının alması, kristal yapıyı değiştirmemiş, fakat örgü sabitleri ve birim hücre hacmi çizgisel olarak azalmıştır. Sıcaklığa bağlı mıknatıslanma ölçümleri, 5-350 K sıcaklık aralığında, 50 Oe ve 1 kOe dış magnetik alan uygulanarak toz parçacıklar üzerinden Fiziksel Özellikler Ölçüm Sistemi (PPMS) kullanılarak ölçülmüştür. Oda sıcaklığının üstündeki mıknatıslanma ölçümleri ise, 5 kOe dış magnetik alanda Titreşim Örnek Magnetometresi'nde (VSM) ölçülmüştür. Alana bağlı mıknatıslanma ölçümleri PPMS kullanılarak 5 kOe'e kadar ölçülmüştür. Si miktarının artması, Curie sıcaklığını 425 K'den (x = 0) 719 K'ne (x = 2) artmasına neden olmuştur. Spin yemden düzenlenme, 50 Oe'lik mıknatıslanma ölçümlerinde gözlenirken, dış alan zorlaması nedeniyle 1 kOe'Iik ölçümlerde gözlenmemektedir. Spin yemden düzenlenme sıcaklığı Si miktarının x = 0'dan x = 1.5'a artmasıyla, 139 K'den 74 K'ne azalmıştır. x = 0.5 ve x = 2 için spin yeniden düzenlenme gözlenmemektedir. Spin yeniden düzenlenme sıcaklığının altında, bileşik ferrimagnetik düzenlenime sahiptir. 2005, 61 sayfa ANAHTAR KELİMELER: Magnetik malzemeler, Magnetik faz geçişleri, Spin- yeniden düzenlenme sıcaklığı, Curie sıcaklığı, X-Işını toz kırınımı, Mıknatıslanma ölçümleri, Fiziksel Özellikler Ölçüm Sistemi (PPMS), Titreşim Örnek Magnetometresi (VSM).

ABSTRACT Masters Thesis THE CRYSTAL STRUCTURE AND MAGNETIC PROPERTIES OF ErCoioMo^Si, INTERMETALLIC ALLOY Zuhal GÜNER Ankara University Graduate school of Natural and Applied Science Department of Engineering Physics Supervisor: Prof. Dr. Ayhan ELMALI In this study, the crystal structure and magnetic properties of ErCoioMo2-jSi^(0<x<10) compounds have been investigated by means of X-ray powder diffraction and magnetic measurements. All compounds have been prepared by arc-melting together appropriate amounts of pure materials in a water-cooled copper hearth under a protective argon atmosphere. X-ray powder diffraction data were taken with a Rigaku D-Max 2200 diffractometer equipped with Cu radiation. The X-ray powder diffraction studies of all samples confirm that all the samples crystallize in the ThMnu-type tetragonal structure, except for a few peaks associated with a small amount of an impurity phase. Substitution of Si for Mo does not change the crystal structure but leads to a linear decrease of the lattice constant and the unit-cell volume. The temperature dependence of magnetization measurements were measured in the temperature range from 5K to 350 K on powder particles in applied magnetic fields of 50 Oe and 1 kOe by using Physical Properties Measurement System (PPMS). Magnetization above the room temperature was measured with a Vibrating Sample Magnetomer (VSM) in an external magnetic field of 5 kOe. The field dependence of the magnetization was measured up with PPMS to 5 kOe. With increasing Si content the Curie temperatures shifted from 425 K (x = 0) to 719 K (x =2). The spin reorientations are observed at 50 Oe magnetization measurements whereas not observed 1 kOe measurements. The spin reorientation temperature decreases from 139 K. to 74 K as the Si content was increased from x = 0 to 1.5. No spin reorientation was observed for x = 0.5 to 2. Below the spin reorientation temperature, the compounds exhibit ferrimagnetic ordering. 2005, 61 page KEYWORDS: Magnetic materials, Magnetic phase transitions, Spin-reorientation temperature, Curie temperature, X-Ray powder diffraction, Magnetization measurements, Physical Properties Measurement System (PPMS), Vibrating Sample Magnetomer (VSM).