Mössbauer and Magnetic Study of Intermetallic Compounds  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
101456
Type K
Principal investigator Vincze, Imre
Title in Hungarian Fémközi vegyületek Mössbauer spektroszkópiai és mágneses vizsgálata
Title in English Mössbauer and Magnetic Study of Intermetallic Compounds
Keywords in Hungarian Fémközi vegyület, Mössbauer spektroszkópia, mágnesség, spintronika
Keywords in English Intermetallic compound, Mössbauer spectroscopy, magnetism, spintronics
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Solid state physics
Panel Physics
Department or equivalent Experimental Solid State Physics Department (Wigner Research Centre for Physics)
Participants Balog, Sára Judit
Bujdosó, László
Kaptás, Dénes
Kemény, Tamás
Kiss, László Ferenc
Starting date 2012-03-01
Closing date 2017-02-28
Funding (in million HUF) 26.694
FTE (full time equivalent) 10.75
state closed project
Summary in Hungarian
A tervezett kutatások a fémközi vegyületek mágneses tulajdonságainak mélyebb megértését szolgálják. Olyan 3d ötvözetekre kívánunk koncentrálni, amelyek potenciálisan félfémes tulajdonságokkal rendelkezhetnek, ennek előfeltétele, hogy az egyik 3d spinsávban ne legyenek betöltött állapotok a Fermi nivónál. Célunk az ilyen tipusú ötvözetekre levezetett empirikus szabály (amely a Curie hőmérséklet és a 3d mágneses momentum szigorú arányosságát állítja) tesztelése, a szennyezők hatásának leírása, megértése és esetleg új összefüggések megállapítása. A vizsgálandó rendszerek közé a Heusler ötvözetek, a 3d elemeket tartalmazó lapcentrált köbös szerkezetű 4d, 5d és sp elemeket tartalmazó ötvözetek tartoznak. A mágneses méréseken túlmenően a lokális jellemzőket Fe és Sn Mössbauer spektroszkópiai mérésekkel határozzuk meg. Ez a módszer lehetővé teszi a minták rendezettségének meghatározását, amely különösen fontos a vékonyrétegek transzport tulajdonságainak értelmezéséhez. A minták előállítása és vizsgálata során nyert ismeretek az alapkutatási információn túlmenően hasznosak lehetnek a spintronika számára. Az eredményeket nemzetközi tudományos folyóiratokban fogjuk közölni.
Summary
The aim of the project is a deeper understanding of the magnetic properties of the intermetallic compounds. We will concentrate for such 3d alloys which are potentially interesting as possible halfmetallic ferromagnets – obviously these alloys behave like strong ferromagnets, i.e. the density of states is zero in one spin polarized 3d band at the Fermi level. The empirical rule obtained for such alloys stating strict proportionality between the Curie temperature and the magnetic moment of the 3d element will be tested, the effect of impurities will be studied and efforts will be made to deduce new correlations. The following systems will be investigated: Heusler alloys; 4d, 5d alloys with fcc structure containing 3d elements and other intermetallic compounds with 4d, 5d or sp elements. Fe and Sn Mössbauer spectroscopy will be used to obtain local magnetic parameters beside the magnetic measurements. Moreover, the use of Mössbauer spectroscopy helps to determine the state of order in these alloys which is especially important to explain the transport properties of thin films (TMR, tunnel magnetoresistance). The expertise gained during the preparation and investigation of these samples is important for our fundamental understanding of magnetic properties and for the possible application in spintronics. The results will be published in international scientific journals.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A magnetokalorikus hatást tanulmányoztuk B-ban gazdag FeZrBCu amorf ötvözetekben és La-Fe-Si ötvözetekben és vizsgáltuk amorf Fe-Mn-B és Fe-Zr ötvözetek mágneses tulajdonságainak nyomásfüggését. Nanométeres skálájú rétegszerkezetekben vizsgáltuk a mágneses rétegek közötti kölcsönhatás szerepét a szuperparamágneses tulajdonságokra és a határrétegek összetételének és kiterjedtségének a rétegek növesztési sorrendjétől függő változását. Megmutattuk, hogy a spintronikai kutatások számára fontos Fe/MgO határfelületen nem történik kémiai keveredés. Fe3Al és Fe3Si ötvözetekben elsőelvű elektronszerkezeti számolásban határoztunk meg különböző fizikai jellemzőket. Az elmélet és a kísérleti adatok általános egyezése elfogadható volt, kivéve az alrács-mágnesezettségek hőmérsékletfüggését -- felvetve az elmélet továbbfejlesztésének szükségességét. Megvizsgáltuk az irodalomban egyeduralkodó módon félfémes ferromágnesnek tartott Co2Fe(Al, Si, Ga, Ge) Heusler-ötvözeteket és egyértelműen kimutattuk ennek megalapozatlanságát. Meghatároztuk az antifázisú szemcsehatárok, az atomi rendezetlenség, off-stoichiometria, 3d-szennyezők mágneses hatását és eredményeinket nemzetközi együttműködésben végzett elméleti számításokkal értelmeztük. Ezen ötvözetcsalád feltételezett félfémes volta a kísérleti és elméleti kutatások próbaköve, eredményeink alapvető fontosságúak az elmélet teljesítőképességének és megbízhatóságának ellenőrzésére és a potenciális alkalmazás szempontjából.
Results in English
The magnetocaloric effect in B-rich FeZrBCu amorphous alloys and La-Fe-Si alloys and the pressure dependence of the magnetic properties in Fe-Mn-B and Fe-Zr amorphous alloys was studied. In nanometer-scaled layered structures the effect of interactions between the magnetic layers on the superparamagnetic properties and the change of the composition and width of the interface region depending on the growth order of the layers was investigated. No chemical mixing occurs on the Fe/MgO interface important for spintronic applications. In Fe3Al and Fe3Si alloys different physical properties using first-principle electronic-structure calculations was determined. The overall agreement between theory and experimental data was acceptable except the temperature dependence of the sublattice magnetizations – suggesting the necessity of the improvement of the theory. The Co2Fe(Al, Si, Ga, Ge) Heusler alloys considered in the literature dominantly as half metals was studied and it is unambiguous that this statement is unfounded. The magnetic effect of the antiphase grain boundaries, atomic disorder, off-stoichiometry and 3d impurities was determined and the results were supported by theoretical calculations performed in international cooperation. This work is the corner stone of the experimental and theoretical research; our results are of fundamental importance for the reliability of theoretical calculations and from the point of view of potential applications.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=101456
Decision
Yes





 

List of publications

  
Balogh J, Bujdosó L, Kaptás D, Dézsi I, Nakanishi A: Top and bottom interfaces in Fe-B multilayers investigated by Mössbauer spectroscopy, Physical Review B85, 195429/1-6, 2012, 2012
Balogh J, Bujdosó L, Kaptás D, Dézsi I, Nakanishi A: Top and bottom interfaces in Fe-B multilayers investigated by Mössbauer spectroscopy, Physical Review B85, 195429/1-6, 2012, 2012
Balogh J, Dézsi I, Fetzer Cs, Korecki J, Koziol-Rachwal A, Mlynczak E, Nakanishi A:: Magnetic properties of the Fe-MgO interface studied by Mössbauer spectroscopy, Physical Review B 87, 174415/1-7, 2013
Kiss LF, Kemény T, Bednarcik J, Kamarád J, Arnold Z, Konopkova Z, Liermann H-P: Pressure dependence of magnetic properties in Fe-Mn_B amoerphous alloys: Evidence for inhomogeneous ferromagnetism, Journal of Physics - Condensed Matter 25, 346002, 2013
Kudrnovsky J, Drchal V, Bergqvist L, Rusz J, Turek I, Újfalussy B, Vincze I: Unified approach to electronic, thermodynamical, and transport properties of Fe3Si and Fe3Al alloys, PHYSICAL REVIEW B 90, 134408/1-10 (2014), 2014
Kiss LF, Kaptás D, Balogh J: Reducing systematic errors in measurements made by a SQUID magnetometer, Journal ofMagnetism and Magnetic Materials 368 (2014) 202–206, 2014
Kiss LF, Kemény T, Franco V, Conde A: Enhancement of magnetocaloric effect in B-rich FeZrBCu amorphous alloys, Journal of Alloys and Compounds 622 (2015) 756–760, 2015
Kiss LF, Bortel G, Bujdosó L, Kaptás D, Kemény T, Vincze I: Average magnetization and Fe hyperfine fields in Co2FeSi-based Heusler alloys, Acta Physica Polonica A, megjelenés alatt, 2015
Balogh J, Kaptás D, Kiss LF, Dézsi I, Nakanishi A, Devlin E, Vasilakaki M, Margaris G, Trohidou KN: Increase of the blocking temperature of Fe-Ag multilayers with the number of layers, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 401, 386-390, 2016
Blázquez JS , Moreno-Ramírez LM , Ipus JJ , Kiss LF , Kaptás D , Kemény T , Franco V , Conde A: Effect of α-Fe impurities on the field dependence of magnetocaloric response in LaFe11.5Si1.5, JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS 646, 101-105, 2015
Kiss LF, Bortel G, Bujdosó L, Kaptás D, Kemény T, Vincze I: Average magnetization and Fe hyperfine fields in Co2FeSi-based Heusler alloys, Acta Physica Polonica, A127, 347-351, 2015
Kaptás D, Balogh J, Bujdosó L, Dézsi I, Kemény T, Kiss LF, Vincze I: Fe-Si antisite disorder in the Co2FeSi Heusler alloy, ICAME, Hamburg, 13-18 September, 2015
Balogh J, Kaptás D, Kiss LF, Dézsi I, Nakanishi A, Devlin E, Vasilakaki M, Margaris G, Trohidou KN: Increase of the blocking temperature of Fe-Ag multilayers with the number of layers, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 401, 386-390, 2016
Süle P,Kaptás D, Bujdosó L, Horváth ZE, Nakanishi A, Balogh J: Chemical mixing at "Al on Fe" and "Fe on Al" interfaces, Journal of Applied Physics 118, 135305/1-6, 2015
Kiss LF, Kemény T, Bednarcik J, Gamcová J, Liermann H-P: Influence of the critical Fe atomic volume on the magnetism of Fe-rich metallic glasses evidenced by pressure-dependent mesurements, Physical Review B93, 214424/1-14, 2016




 

Events of the project

  
2012-01-26 15:33:02
Résztvevők változása



Back »