La1-xRxMn2Si2 (R=Pr,Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Er, Ho, Ce) alaşımlarının hacimsel (bulk), şerit ve nano yapılarının, kristal yapılarının, manyetik, direnç, ısı sığası ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi
Özet
Bu tez çalışmasında La1-xRxMn2Si2 (R=Pr, Sm, Gd,) alaşımlarının yapısal ve manyetik özellikleri x-ışını toz kırınımı, manyetik ölçümler, ısı sığası ve zor ölçümleriyle incelenmiştir. Bütün alaşımlar, argon atmosferi altında ark ergitme fırınında su soğutmalı bakır pota içinde eritilerek elde edilmiştir. X-ışını toz kırınım ölçümleri, Cu hedefli Rigaku D-max 2200 kırınımmetresi ile yapılmıştır. Manyetik ölçümler, MPMS ve PPMS manyetometreleri ile yapılmıştır. Isı sığası ölçümleri PPMS ile yapılmıştır. Manyeto-esneklikölçümleri Duisburg-Essen Üniversitesi Düşük Sıcaklıklar Fiziği Bölümündeki zor ölçer deney düzeneği ileyapılmıştır.X-ışını toz kırınım deneyleri sonucunda, bütün alaşımların I4/mmm uzay grubuna sahip hacim merkezlitetragonal kristal yapıda kristallendiği ve alaşımların hiçbirinde yabancı bir fazın olmadığı belirlenmiştir. La yerine diğer nadir yer elementleri girdikçe birim hücre parametreleri a ve c’de azalma olduğu gözlenmiştir.La1-xRxMn2Si2 (R=Pr, Sm, Gd,) alaşımlarının mıknatıslanma ölçümleri sonuçlarına göre La yerine diğernadir yer elementleri girdikçe er int C T sıcaklığı neredeyse değişmeden kalmış fakat nadir yer elementi oranı x artıkça AF-FM geçiş sıcaklığını er int N T daha düşük sıcaklık değerlerine kaymıştır. Manyetik alan altında alınan ölçüm sonuçlarına göre, baskın olan yüksek sıcaklık fazı ferromanyetik faz alan uygulanması daha da baskın hala gelmiş ve AF-FM geçiş sıcaklığı daha düşük sıcaklık değerlerine kaymıştır. Isı sığası deney sonuçları da bu geçiş sıcaklıkları ve bunların manyetik alan altındaki davranışları benzer sonuçlar vermişlerdir. Ayrıca bu çalışma ile bugüne kadar tartışmalı bir konu olan Pr nadir yer elementinin manyetik olarak düzenlenmesi konusu yerel Pr alt örgüsünün atomları ile Mn atomlarının uzun mesafe etkileşmeleri sonucunda ferromanyetik düzenlenim gösterdikleri hem ferromanyetik rezonans deneyleri ile hem de ısı sığası deneyleri ile açığa çıkarılmıştır. La1-xRxMn2Si2 (R=Pr, Sm, Gd,) alaşımlarının manyetokalorik özellikleri hem manyetik ölçümler hem de ısı sığası ölçümleriyle incelenmiştir. La1-xRxMn2Si2 (R=Pr, Sm,Gd,) alaşımları üzerinde yapılan ısı sığası çalışmaları ile bu örneklerin Debye sıcaklıkları ve durum yoğunlukları hesaplanmıştır. Bu alaşımlar üzerindeki ısı sığası çalışmaları ile ferromanyetik ve antiferromanyetik malzemelerin incelenirken düşük sıcaklıklarda farklı etkileşmeler içinde oldukları ve bu yüzden bunlarla ilgili hesaplamalarda farklı fonksiyonlar kullanılması gerektiği gösterilmiştir.