La (Fe, Si) 13 bileşimi Çin Bilimler Akademisi öğretim üyesi Shen Baogen ve arkadaşları tarafından keşfedildi. Geçtiğimiz yirmi yıl içinde, bu dev magnetokalorik etki fazı değişim materyali ilgili alanlarda özellikle dikkati çekmiştir, özellikle kristal kafesinde interstisyel hidrojen atomlarının girmesi, malzemenin Curie sıcaklığını oda sıcaklığına kadar uzatabilir ve içselliğini koruyabilir. Malzemenin özellikleri. Manyetik entropi değişim performansı. Bu, malzemenin soğutma sıcaklık aralığını ve uygulama aralığını genişleterek, hidritin giderek manyetik soğutma prototipleri tarafından tercih edilen pratik bir çalışma sıvısı haline gelmesini sağlar. Bununla birlikte, hidrojen atomu doluluğu, hidrojen atomu kabul edilebilirliği ve Curie sıcaklığı gibi faktörler arasındaki yapısal ilişki hakkında hiçbir oybirliği yoktur.
Son zamanlarda, Shao Yanyan, Ph.D. Nadir Toprak Manyetik İşlevsel Materyaller Enstitüsü, Ningbo Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi Enstitüsü'nün öğrencisi, lantanid magnetokalorik bileşiklerin ve bunların hidrürlerinin kristal yapısını incelemek için bir Şanghay synchrotron radyasyon kaynağından sert X-ışınları kullanmıştır. İlk kez, malzemede yerel ince yapı ve manyetik özellikler arasındaki içsel ilişki kurulmuştur.
Araştırmacılar önce genişletilmiş X-ışını ince yapı EXAFS spektrumunu analiz ettiler, Fourier ve ters Fourier ilişkilerini dönüştürdüler ve örgü parametrelerini tam olarak optimize etmek ve daha doğru bir kafes modeli oluşturmak için salınım işlevini yerine getirdiler. Hidrojen atomları, 2 FeI ve 4 FeII / Si merkezlerinin 24d pozisyonunu işgal eder. Birim hücrede hidrojen atomu içeriği, manyetik hacimsel faz geçişinin, yani Curie sıcaklığının geçiş sıcaklığını belirler, fakat birim hücre, maksimum miktarda doymuş hidrojen atomunu barındırabilir. Önceki çalışmalar, doymuş hidrojen içeriğinin, kafes hacminin büyüklüğü ile ilgili olduğunu ileri sürmektedir. Bazı akademisyenler de, Curie sıcaklığının basınca bağımlı olmasının, hidrojen yüklendikten sonra daha küçük hale geldiğini, yani hidrojen atomları ile hidrür içindeki çevredeki kimyasal ortam arasında bir valans elektron transferi fenomeni olduğunu bulmuşlardır. Bu çalışmada, X-ışını absorpsiyonunun La'nın XANES spektrumunu gözlemleyerek, hidrojen hattından sonra beyaz çizgi pikinin önemli ölçüde azaldığı ve doğrudan La atomlarının yerel ortamının valans elektronunu etkilediği ispatlanmıştır. La ve hidrojen atomları arasında transfer ve hacim Hidrojen kapasitesi boyutunu belirler, ikinci hacim hidrojen kapasitesi üzerindeki kafes hacmi. La (Fe, Si) 13'ün Curie sıcaklığının determinantı genellikle, Fe'nin hacim ve elektronları ile Si'nin elektronları arasındaki etkileşimin neden olduğu düşünülmektedir. Öncü rol. Bu çalışma, hibridizasyonun gücünü doğrudan karakterize etmek için Fe elementinin X-edge XANES pikini kullanmaktadır. Yüksek Fe içeriğine sahip bileşiklerde, Fe elementinin K-kenarı önü daha yoğundur, bu da 3d yörüngede daha fazla boş bant olduğunu gösterir. 3d elektronların çoğu yerel durumdan paradoks durumuna geçmektedir. Lokal elektronların azaltılması Fe-Si hibridizasyonunu zayıflatır ve Curie sıcaklığının azalmasını sağlar, böylece Fe'nin elektronlarının ve Si'nin elektron melezleşmesinin Curie sıcaklığının derecesini büyük ölçüde etkilediğini ortaya çıkarır. Hidrürler için, ön tepelerin temel örtüşmesi, Fe ve Si hibridlerinin benzer olduğunu ve bu nedenle hidritin, Curie sıcaklığını belirlemek için orbital hibridizasyondan ziyade kafes hacim faktörü tarafından domine edildiğini gösterir.
Elektronik seviye bazlı ince yapı karakterizasyonu teknolojisi ilk olarak LaFeSi magnetokalorik malzemelerin çalışmasına uygulanmıştır ve dev manyetik entropinin mekanizmasının anlaşılması üzerinde güçlü bir aydınlatıcı etkiye sahiptir. Curie sıcaklığını kontrol etmek için atomik doping veya element substitution için mühendislik rehberliği sağlayabilir. Yeni sistemlerin araştırılması ve madenciliği ve manyetokalorik malzemelerin yeni fonksiyonları için araştırma fikirleri sağlama rolü.
İlgili araştırma sonuçları Acta Materialia'da yayınlandı. Çalışma ulusal anahtar Ar-Ge programı tarafından finanse edildi.
