Neutron Diffraction Study of Fe₂MnGa Heusler Alloys

Abstract

Effect of temperature and magnetic field on the structure and magnetic properties of Fe₅₀.₁Mn₂₂.₇Ga₂₇.₂ і Fe₅₁.₆Mn₁₇.₈Ga₃₀.₆ alloys is investigated in a temperature range 100 К < T < 580 К by using elastic neutron diffraction (ND) and magnetometry. The degree of atomic order as well as magnetic moments localized at the Mn and Fe sites in the investigated Fe₂MnGa alloys are experimentally evaluated using the ND data. Some disagreement between the experimental and calculated values of magnetic moments localized at the Mn and Fe sites can be explained by noticeable atomic disorder in the prepared Fe₂MnGa alloys. If antiferromagnetic order really exists in L1₂-phase containing Fe₅₀.₁Mn₂₂.₇Ga₂₇.₂ alloy, this order has not a collinear character.

Методами пружньої дифракції нейтронів (ДН) та магнетометрії в температурній області 100 К < T < 580 К було досліджено вплив температури й магнетного поля на структуру та магнетні властивості стопів Fe₅₀,₁Mn₂₂,₇Ga₂₇,₂ і Fe₅₁,₆Mn₁₇,₈Ga₃₀,₆. З використанням даних ДН в роботі було експериментально визначено як ступінь атомового порядку в стопах Fe₂MnGa, так і величини магнетних моментів, що локалізовані на вузлах Mn та Fe. Деяка невідповідність між експериментальними та розрахованими теоретично величинами магнетних моментів, що локалізовані на вузлах Mn та Fе, пояснюється значним ступенем атомового безладу у виготовлених стопах Fe₂MnGa. Якщо антиферомагнетний порядок дійсно формується в L1₂-фазі стопу Fe₅₀,₁Mn₂₂,₇Ga₂₇,₂, цей порядок має неколінеарну структуру.

Методами упругой дифракции нейтронов (ДН) и магнитометрии в температурной области 100 К < T < 580 К было проведено исследование влияния температуры и магнитного поля на структуру и магнитные свойства сплавов Fe₅₀,₁Mn₂₂,₇Ga₂₇,₂ и Fe₅₁,₆Mn₁₇,₈Ga₃₀,₆. С использованием данных ДН были экспериментально определены как степень атомного порядка в сплавах Fe₂MnGa, так и величины магнитных моментов, локализованных на узлах Mn и Fe. Некоторое несоответствие между экспериментальными и теоретически рассчитанными значениями магнитных моментов, локализованных на узлах Mn и Fe, объясняется существенной степенью атомного беспорядка в приготовленных сплавах Fe₂MnGa. Если антиферромагнитный порядок действительно формируется в L1₂-фазе сплава Fe₅₀,₁Mn₂₂,₇Ga₂₇,₂, то этот порядок имеет неколлинеарную структуру.