W celu wyznaczenia temperatury Tcprzej±cia magnetycznego wykonano pomiary efektu Mössbauera na j¡drach atomowych »elaza 57F e przy ró»nych temperaturach z obszaru wokóª temperatury przej±cia. Metoda wyznaczania Tc zostaªa opisana w pracach [93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101].
Szeroko±¢ linii mössbauerowskiej zmienia si¦ w zale»no±ci od temperatury. Gdy tempe-ratura ro±nie podczas zbli»ania si¦ do Tc, szeroko±¢ G(T ) z dobrym przybli»eniem maleje liniowo. Powy»ej temperatury Tc, gdy temperatura ro±nie, G(T ) równie» maleje liniowo, ale ze znacznie mniejszym nachyleniem.
Nachylon¡ (poni»ej Tc) i znacznie mniej nachylon¡ (powy»ej Tc) krzyw¡ G(T ) aproksy-mowano oddzielnie dwoma odcinkami linii prostych. Punkt przeci¦cia prostych wyznacza temperatur¦ Curie.
4.2.1 Temperatury Curie zwi¡zków Y (F e1−xCox)2 wyznaczone metod¡ efektu Mössbauera
Transmisyjne widma mössbauerowskie zmierzone na j¡drach atomowych57F ew zale»-no±ci od temperatury dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych serii Y (F e1−xCox)2przedstawiaj¡ rysunki 4.7 - 4.13. Zale»no±¢ szeroko±ci poªówkowej G(T ) linii mössbauerowskiej od tem-peratury dla tych zwi¡zków przedstawia rysunek 4.14.
Rys. 4.8: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach atomowych 57F e w zale»no±ci od temperatury dla zwi¡zku mi¦dzyme-talicznego Y (F e0.9Co0.1)2.
Rys. 4.9: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach atomowych 57F e w zale»no±ci od temperatury dla zwi¡zku mi¦dzyme-talicznego Y (F e0.8Co0.2)2.
Rys. 4.10: Transmisyjne widma mössbauerowskie zmierzone na j¡-drach atomowych 57F e w zale»no±ci od temperatury dla zwi¡zku mi¦dzy-metalicznego Y (F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.11: Transmisyjne widma mössbauerowskie zmierzone na j¡-drach atomowych 57F e w zale»no±ci od temperatury dla zwi¡zku mi¦dzy-metalicznego Y (F e0.6Co0.4)2.
Rys. 4.12: Transmisyjne widma mössbauerowskie zmierzone na j¡-drach atomowych 57F e w zale»no±ci od temperatury dla zwi¡zku mi¦dzy-metalicznego Y (F e0.5Co0.5)2.
Rys. 4.13: Transmisyjne widma mössbauerowskie zmierzone na j¡-drach atomowych 57F e w zale»no±ci od temperatury dla zwi¡zku mi¦dzy-metalicznego Y (F e0.4Co0.6)2.
Wniosek 4.2.1 Temperatury Curie badanych zwi¡zków serii Y (F e1−xCox)2 s¡ stosunkowo wysokie. Pomiary efektu Mössbauera w tak wysokich temperaturach s¡ trudne do wyko-nania, ze wzgl¦du na zmniejszanie si¦ prawdopodobie«stwa zaj±cia bezodrzutowej emisji i absorpcji fotonów. Prawdopodobie«stwo to okre±la czynnik Debye'a - Wallera, który gwaªtownie maleje wraz ze wzrostem temperatury. Mimo tych trudno±ci uzyskano dobre dopasowania widm teoretycznych do otrzymanych danych pomiarowych i niewielki roz-rzut szeroko±ci poªówkowych linii mössbauerowskiej (rys. 4.14), traktowanych jako funkcja temperatury. Uzyskano dobr¡ zgodno±¢ wyznaczonych temperatur Curie z wynikami lite-raturowymi oraz z rezultatami otrzymanymi z pomiarów oporno±ci elektrycznej [58].
Rysunek 4.14 przedstawia zale»no±¢ szeroko±ci poªówkowej linii mössbauerowskiej od temperatury dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych serii Y (F e1−xCox)2.
Rys. 4.14: Zale»no±¢ szeroko±ci poªówkowej linii mössbauerowskiej od temperatury dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych serii Y (F e1−xCox)2.
Rysunek 4.15 i tabela 4.2 przedstawia zale»no±¢ temperatur Curie TC od skªadu dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych Y (F e1−xCox)2, uzyskanych z pomiarów oporno±ci elektrycz-nej(czarne kóªka), metod¡ efektu Mössbauera (otwarte kóªka) [58] oraz dane literaturowe [55, 91]. Punkty eksperymentalne uzyskane z pomiarów oporno±ci elektrycznej i meto-d¡ efektu Mössbauera zostaªy dopasowane krzyw¡ o równaniu: Tc(x) = (−1308(46)x2 + 734(45)x + 566(10))K. Bª¡d maksymalny wynikªy z dopasowania powy»szej krzywej do punktów eksperymentalnych wynosi 13K
Rys. 4.15: Zale»no±¢ temperatury Curie TC od skªadu dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych Y (F e1−xCox)2 (czarne kóªka - oporno±¢ elektryczna (OE) [58], otwarte kóªka - efekt Möss-bauera (EM) [58], dane literaturowe: otwarte kwadraty [55], gwiazdki [91]).
Tabela 4.2: Zale»no±¢ temperatur Curie od skªadu dla zwi¡zków Y (F e1−xCox)2. Podano wyniki otrzymane z pomiarów oporno±ci elektrycznej (OE) [58] i pomiarów efektu Mössbauera (EM) [58] oraz wyniki literaturowe.
x TC [ K ] (OE) TC [ K ] (EM) TC [ K ] (lit)
0 576(14) 580(13) 554 [90] 540 [91] 0.1 617(14) 624(13) 0.2 653(14) 651(13) 0.3 663(14) 646(13) 618 [91] 0.4 636(14) 672(13) 0.5 614(14) 600(13) 0.6 559(14) 549(13) 520 [91] 0.7 458(14) 0.8 308(14) 325 [55] 0.85 211(14) 210 [55] 0.916 0 [91] 1 307 [90]
Wniosek 4.2.2 Temperatury Curie dla zwi¡zków Y (F e1−xCox)2 najpierw rosn¡ do zawar-to±ci kobaltu x = 0.3, a nast¦pnie szybko malej¡.
Wniosek 4.2.3 Zale»no±¢ temperatury Curie TC od skªadu dla zwi¡zków mi¦dzymetalicz-nych Y (F e1−xCox)2 wykazuje maksimum w obszarze x = 0.3.
Wniosek 4.2.4 Temperatury Curie wyznaczone z pomiarów oporno±ci elektrycznej s¡ prak-tycznie takie same, jak warto±ci temperatur Curie uzyskane z pomiarów efektu Mössbauera.
4.2.2 Temperatury Curie zwi¡zków (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2wyznaczone me-tod¡ efektu Mössbauera
Transmisyjne widma mössbauerowskie zmierzone na j¡drach atomowych 57F e w za-le»no±ci od temperatury dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych serii (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2 przedstawiaj¡ rysunki 4.16 - 4.23. Zale»no±¢ szeroko±ci poªówkowej G(T ) linii mössbau-erowskiej od temperatury dla tych zwi¡zków przedstawia rysunek 4.24.
Rys. 4.16: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.9Gd0.1(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.17: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.8Gd0.2(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.18: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.7Gd0.3(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.19: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.6Gd0.4(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.20: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.5Gd0.5(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.21: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.4Gd0.6(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.22: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.3Gd0.7(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.23: Transmisyjne widma möss-bauerowskie zmierzone na j¡drach ato-mowych 57F e w zale»no±ci od tempe-ratury dla zwi¡zku mi¦dzymetalicznego Y0.2Gd0.8(F e0.7Co0.3)2.
Wniosek 4.2.5 Temperatury Curie badanych zwi¡zków serii (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2 s¡ stosunkowo wysokie. Pomiary efektu Mössbauera w tak wysokich temperaturach s¡ trudne do wykonania, ze wzgl¦du na zmniejszanie si¦ prawdopodobie«stwa zaj±cia bezodrzuto-wej emisji i absorpcji fotonów. Prawdopodobie«stwo to okre±la czynnik Debye'a - Wallera, który gwaªtownie maleje wraz ze wzrostem temperatury. Mimo tych trudno±ci uzyskano dobre dopasowania widm teoretycznych do otrzymanych danych pomiarowych i niewielki rozrzut szeroko±ci poªówkowych linii mössbauerowskich (rys. 4.24) traktowanych jako funk-cja temperatury. Uzyskano dobr¡ zgodno±¢ wyznaczonych temperatur Curie z wynikami literaturowymi [63].
Rysunek 4.24 przedstawia zale»no±¢ szeroko±ci poªówkowej linii mössbauerowskiej od temperatury dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych serii (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2.
Rys. 4.24: Zale»no±¢ szeroko±ci poªówkowej linii mössbauerowskiej od temperatury dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych serii (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2.
Rysunek 4.25 i tabela 4.3 przedstawia zale»no±¢ temperatur Curie TC od skªadu dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2 uzyskane z pomiarów oporno±ci elektrycznej(czarne kóªka) [63], metod¡ efektu Mössbauera (otwarte kóªka) [63] oraz da-ne literaturowe (otwarte kwadraty) [64, 65, 66, 91]. Punkty eksperymentalda-ne uzyskada-ne z pomiarów oporno±ci elektrycznej i metod¡ efektu Mössbauera zostaªy dopasowane krzyw¡ o równaniu Tc(x) = (−159(46)x2 + 325(45)x + 652(10))K. Bª¡d maksymalny wynikªy z dopasowania powy»szej krzywej do punktów eksperymentalnych wynosi 13K
Rys. 4.25: Zale»no±¢ temperatury Curie TC od skªadu dla zwi¡zków mi¦dzymetalicznych (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2 (czarne kóªka - oporno±¢ elektryczna [63], otwarte kóªka efekt Mössbauera [63], dane literaturowe: otwarte trójk¡ty [64, 65, 66, 91]).
Tabela 4.3: Zale»no±¢ temperatur Curie od skªadu dla zwi¡zków (Y1−xGdx)(F e0.7Co0.3)2. Poda-no wyniki otrzymane z pomiarów oporPoda-no±ci elektrycznej (OE) [63] i pomiarów efektu Mössbauera (EM) [63] oraz wyniki literaturowe.
x TC [ K ] (OE) TC [ K ] (EM) TC [ K ] (lit)
0 663(10) 646(16) 618 [91] 0.1 702(10) 668(16) 0.2 723(10) 695(16) 0.3 736(10) 728(16) 0.4 769(10) 738(16) 0.5 795(10) 758(16) 0.6 804(10) 777(16) 0.7 814(10) 797(16) 0.8 817(10) 799(16) 0.9 845(10) -1 - - 799 [64, 65, 66]
Wniosek 4.2.6 Temperatury Curie dla zwi¡zków Y1−xGdx(F e0.7Co0.3)2rosn¡ ªagodnie nie-liniowo, gdy zwi¦ksza si¦ zawarto±¢ gadolinu.