Estudo experimental de campos hiperfinos magnéticos em ligas de Heusler

Abstract

No presente trabalho foram medidos os campos hiperfinos magnéticos (CHM) atuando sobre o núcleo do 111 Cd como impureza nas séries de ligas de Heusler Pd 2MnIni _ xSn x, Pd2MnSn1 _ySby e Pd1+xMnSb para valores de x e y entre O e 1, usando a técnica da correlação angular perturbada diferencial. A liga Pd2MnIni _ xSnx e antiferromagnetica no interva lo x <0,5, apresenta fases antiferro e ferromagnética coexisten tes no intervalo de x >0,5 ate 0,9 e é ferromagnética pura no intervalo restante. A liga Pd2MnSn1 _ ySby e ferromagnética para todos os valores de y. Foi observado CHM nulo nas composições an tiferromagnéticas. Nas composições, que apresentam a fase ferro magnética parcial ou total (x > 0,5 e todos os y), foi observado CHM negativo de valor crescente desde -150 kOe ate -235 kOe, man tendo uma proporcionalidade simples em relação ãs temperaturas Curie como função do número de elétrons sp. A liga Pdi+OnSb e ferromagnética para todos os valo res de x e apresenta a estrutura L21 para x =1, que se transforma uniformemente até a estrutura Clb para x =0. Neáta liga foram observados três CHM em quase todas as composições e cujos valores variam pouco com x. Os valores destes campos variam res pectivamente em torno de +250 kOe, -250 kOe e -130 kOe. Estes três CHM foram associados respectivamente ao 111 Cd no sitio do Mn, do Sb e do Pd. Os resultados experimentais de CHM, obtidos no presen te trabalho, são discutidos, juntamente com todos os dados de CHM sobre elementos 5sp em diversas ligas de Heusler, disponiveis na literatura, em termos dos modelos teóricos existentes, particularmente os modelos de Caroli e Blandin e de Blandin e Campbell. Como estes modelos tem dificuldades em explicar os resultados, é apresentada uma interpretação em termos de um modelo semi-empírico novo. Neste modelo os CHM para sítios diferentes e impurezas diferentes em virias ligas de Heusler e inclusi ve em matriz de ferro são interpretados consistentemente em termos de uma densidade de spin efetiva da forma p = p0c0s0/03.

In the present work we report on the measurements of magnetic hyperfine fields (mhf), acting on 111 Cd as impurity in the series of Heusler alloys Pd2MnIn1 _ xSn x, Pd2MnSn1 _ ySby and Pd 1+x MnSb for values of x and y between O and 1, by using the differential perturbed angular correlation technique. The alloys of Pd2MnIni _ xSnx are antiferromagnetic for x <0.5, show coexistent antiferro and ferromagnetic phases in the range of 0.5‘ x‘ 0.9 and are ferromagnetic for x >0.9. The alloys of Pd2MnSn1 _ ySby are ferromagnetic for all y (0 <y‘.1). In the antiferromagnetic compositions a zero field was observed. For the compositions where the ferromagnetic phase is present (x >0.5 and all y), an increasing negative field of -150 k0e to -235 k0e was observed, its value following closely the behavior of the Curie temperatures as a function of the number of sp electrons. The alloys of Pdi„MnSb are ferromagnetic for all x (0 x 1). The crystal structure is L21 for x =1 and changes homogeneously to Clb for x =0. For nearly all compositions in these alloys, three different mhf's were observed at 111cd. These fields shift only slightly with x about the values +250 k0e, -250 k0e and -130 k0e. The three fields have been related to 111 Cd in Mn, Sb and Pd sites respectively. The experimental mhf results obtained in the present work, and all data presently available in the literature, for mhf at 5sp elements in several Heusler alloys, are discussed in terms of the existing theoretical models, particularly those of Caroli and Blandin and of Blandin and Campbell. As however these models show deficiencies in explaining the results, a new semiempirical model is developed where the mhf's for various different 5sp probe atoms and sitings of these in a number of Heusler alloys and even in iron are explained consistently in terms of effective spin density oscillations of the form p = p0c0s0/0 3.