Fe/Cr置換Nd2Co17化合物における磁歪結合を介した負熱膨張のチューニング

科学分野:

• 材料科学
• 物性物理学
• 磁性

背景:

• 高精度アプリケーションには、精密にチューニング可能な熱膨張が不可欠である。
• 組成制御による正および負の熱膨張（NTE）間の双方向切り替えの達成は依然として課題である。

研究 の 目的:

• Nd2(Co1-xFex)17-yCry化合物の異方性熱膨張を調整するための磁歪アプローチを提示する。
• 組成依存的な正および負の熱膨張間の切り替えを調査する。

主な方法:

• シンクロトロンX線回折を用いて格子応答を研究した。
• Nd2(Co1-xFex)17-yCry化合物の組成チューニングを行った。
• キュリー温度（TC）付近で臨界指数解析を実施した。

主要な成果:

• Feリッチ組成物は、TC以下でc軸に沿って異方性NTE（αc = -5.23 × 10^-6 K^-1）を示した。
• このNTEは、強い磁歪結合と強化された負の交換相互作用に起因する。
• 組成チューニングにより、体積膨張係数が抑制され、TC（442–625 K）が変調された。

結論:

• 希土類金属間化合物におけるゼロまたはゼロ近傍の熱膨張を達成するための新しい戦略を確立した。
• これらの材料は、精密熱管理アプリケーションに有望である。
• 発見は、熱膨張制御における磁歪結合と磁気相互作用の役割を強調している。