RE_5Si_4-RE_5Ge_4体系化合物的晶体结构、相关性及化合物的物理性质研究

【摘要】： 本论文对Pr_5Si_4-Pr_5Ge_4、Nd_5Si_(4-)Nd_5Ge_4及Gd_5Ge_(4-)La_5Ge_4体系中化合物的晶体结构、体系相关系及化合物的物理性质进行了系统研究,主要结果如下: 室温下Pr_5Si_(4-x)Ge_x体系存在三个单相区:四方Zr_5Si_4结构的Pr_5Si_4基固溶体(P41212,0≤x≤1.35);正交Sm_5Ge_4结构的Pr_5Ge_4基固溶体(Pnma,2.9≤x≤4.0);单斜Gd_5Si_2Ge_2型金属间化合物相(P1121/a,1.65≤x≤2.6)。经1273K退后一周后,该体系只存在两个单相区:Zr_5Si_4结构的Pr_5Si_4基固溶体(0≤x≤2.8);正交Sm_5Ge_4结构的Pr_5Ge_4基固溶体(3.0≤x≤4.0);室温存在的单斜Gd_5Si_2Ge_2型金属间化合物相区则完全转变为高温的四方相相区。同时我们给出了该体系室温及高温几个化合物具体的晶体结构信息。 对Pr_5Si_(4-x)Ge_x体系室温相及高温相的磁性研究中,发现了由Canted磁结构及Pr离子的磁晶各向异性引起的零场冷却(ZFC)及场冷(FC)M-T曲线的低温分离。用RKKY理论对磁有序温度的变化规律进行了解释。对体系中几个化合物的电输运性质进行了研究,在Pr_5Ge_4化合物中发现了由磁结构变化而引起的高达25%的巨磁阻。 室温下Nd_5Si_(4-x)Ge_x体系存在四个单相区:四方Zr_5Si_4结构的Nd_5Si_4基固溶体(P41212,0≤x≤0.7);正交Sm_5Ge_4结构的Nd_5Ge_4基固溶体(Pnma,2.9≤x≤4.0);两个金属间化合物相,正交Gd_5Si_4型金属间化合物相(Pnma,1.1≤x≤1.4),单斜Gd_5Si_2Ge_2型金属间化合物相(P1121/a,1.8≤x≤2.65)。经1273K退后一周后,该体系只存在三个单相区:四方Zr_5Si_4结构的Nd_5Si_4基固溶体(0≤x≤2.3);正交Sm_5Ge_4结构的Nd_5Ge_4基固溶体(3.3≤x≤4.0);单斜Gd_5Si_2Ge_2型金属间化合物相(2.5≤x≤3.05);室温Gd_5Si_4型的正交结构以及部分单斜相在1273K退火一周后,则完全转变为高温的四方相。同时我们给出了一些室温相(Nd_5Si_4、α-Nd_5Si_2.8Ge1.2、α-Nd_5Si_2Ge_2及Nd_5Ge_4)及高温相(β-Nd_5Si_2.8Ge1.2、β-Nd_5Si_2Ge_2)的具体晶体结构信息。 对化合物Nd_5Si_(4-x)Ge_x(x=1.2, 2.0)的室温及高温相的磁性进行了研究,也发现了由Canted磁结构及Nd离子的磁晶各向异性引起的ZFC及FC的M-T曲线的低温分离。用RKKY理论对磁有序温度的变化规律进行了解释。 室温下Gd_5-xLaxGe_4体系存在三个单相区:空间群为Pnma的正交Sm_5Ge_4结构的Gd_5Ge_4基固溶体及La5Ge_4基固溶体;一个空间群为P1121/a的单斜Gd_5Si_2Ge_2型金属间