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Jun 13, 2023

一度上昇し、一度降下すると、局所的な原子配置は合金の磁性にどのような影響を与えるのでしょうか?

物質の重要性の影響と規模を示す例としては、石器時代、青銅器時代、鉄器時代などの先史時代の時代の名前があります。 人々がこれらの材料を使用することは、

物質の重要性の影響と規模を示す例としては、石器時代、青銅器時代、鉄器時代などの先史時代の時代の名前があります。 特定の時代における人々によるこれらの材料の使用は、種としての人類の発展における画期的な進歩を決定しました。

過去においても、特定の材料の使用を条件づけていた独特の特性は、硬度とそれらを加工する能力であり、今もそうです。 当初、それらは生存に必要な道具を生産するために使用されていました。 しかし、現在、それらは私たちの周りの物質世界の基盤であり、その使用範囲がますます広くなり、快適さと生活の質の継続的な向上に影響を与えています。

文明の発展の現段階では、プラスチックは重要な材料の最前線に位置しており、プラスチックはその独特のプラスチック特性により、私たちの周囲にあり、日常的に使用している多数の物体に含まれています。 一般人にとってはそれほど明白ではありませんが、プラスチックと同じくらい一般的で重要なもう 1 つの材料はシリコンです。 シリコンの電気的性質、いわゆる半導体性はエレクトロニクスの基礎です。 後者の場合、新しいオブジェクトの作成に役立つ特性ではなく、材料の機能性と幅広い用途を決定する材料の内部の物理的効果が決まります。

機能的特性を備えた新材料に対する需要の高まりにより、数多くの素晴らしい固体効果が発見されています。 それらの多くは、特定の材料の内部電子構造に基づく磁気の物理現象に関連しています。 このような機能的特性の例としては、磁気形状記憶および磁気熱量効果が挙げられます。これらは磁気形状記憶合金 (FSMA - 強磁性形状記憶合金) で発生し、密接に関連しています。 どちらの効果も、印加された磁場の影響により内部の結晶構造が変化する現象を利用したものです。 磁気形状記憶効果の場合、これは材料の形状または動きの変化として見られます。 磁気熱量効果は、磁化値の低い低温相が磁化値の高い高磁化相に変化する、磁場の影響下で起こる変態に基づいています。 2 つの相の磁化値の違いは、効果の強さの観点から非常に重要です。

磁気形状記憶合金の代表的なものはホイスラー合金 Ni2Mn1+xZ1-x (Z = In、Sn、Sb) です。 ホイスラー合金は、さまざまな物理的特性を備えた広範な種類の材料です。 それらの組成に応じて、金属、半導体、または半金属になることができ、そのほとんどは磁性を持っています。

緊密な協力の一環として、アダム・ミツキェヴィチ大学のナノバイオメディカルセンター、ポズナンのポーランド科学アカデミー分子物理学研究所、リンシェーピング大学（スウェーデン）の研究者らは、Ni2Mn1+xZ1-の組成変更の影響を研究した。 x 合金 (Z = In、Sn、Sb) の高温相の磁気特性について説明します。 科学者らは計算手法を用いて、これらの合金で観察される磁気モーメントの変化が、「Z」に置き換えられるルートに応じて正、負、および非単調であることを説明しました。 この目的を達成するために、研究者らは、局所的な原子構成の変化が合金の全磁気モーメントにどのような影響を与えるかを示すモデルを開発しました。 さらに、提案されたモデルの使用から得られた結論は実験的に確認されました。 この目的を達成するために、科学者たちは磁場内でヒステリシス ループがシフトする現象、いわゆる「交換バイアス」効果を利用し、Ni2Mn1+xSn1-x 合金の総磁気モーメントにマイナスに寄与する領域の存在を確認しました。

開発されたモデルの適用は上記の合金に限定されず、非化学量論的組成の材料の物理的特性、特に磁性の研究を可能にします。