MAGNETIC MEASUREMENTS OF Ni72Mn27Ti1 AND Ni72Mn25Ti3 ALLOYS

Abstract

Ni1-xMnx alloys have been extensively investigated so far, mainly because of their unusual physical properties [1]. Most obvious and common behavior of Ni1-xMnx alloy is the sequence of magnetic phase transitions from paramagnetic at higher temperature, to ferromagnetic-like at intermediate temperatures and spin-glass-like properties with decreasing temperature. These behaviors are believed to originate from the competing interactions between ferromagnetic Ni–Ni, Ni–Mn and antiferromagnetic Mn–Mn pairs. Some similar work has been shown that the magnetic states and the electrical properties are significantly changed, especially at low temperatures, by the addition of a few atomic
per cent of nonmagnetic Ti impurities to NiMn alloy. Magnetic measurements have been carried out for both Ni72Mn27Ti1 and Ni72Mn25Ti3 sample by using vibrating sample magnetometer (VSM).

As can be seen from Fig.1, the value of magnetization sharply increases with the external magnetic field strength at low field region and, however, it can not reach a saturation state yet in the presence of a relatively strong magnetic field of even 5 kOe. The high field side of the curves are almost lineer with the external field. The measured value of saturation magnetization decreases with increasing temperature as well. The non-saturated magnetization suggests the existence of strong antiferromagnetic inter-cluster interactions mixed with ferromagnetic interactions inside the clusters [2,3,4]. By increasing the applied
field, the ferromagnetic part tends to saturate, whereas the antiferromagnetic part increases linearly. Fig. 2 displays the M-T curves of the sample at the applied field of 100 Oe, respectively. It is found that for the ZFC curve start to increase at critical temperature of 90 K showing a phase transition. Then with decreasing temperature, exhibits a maximum at around 16K and start to decrease below this temperature. The decrease in magnetization below this temperature may indicate that there are strong antiferromagnetic inter-cluster interactions between the particles [2,4,5].

 

Keywords

• Magnetic phase, exchange bias, inter-cluster interactions, spin glass, ferromagnetic, superparamagnetic, paramagnetic

Ni72Mn27Ti1 VE Ni72Mn25Ti3 ALAŞIMLARININ MANYETIK ÖLÇÜMLERİ

Abstract

Ni1-xMnx alasımları sıradısı fiziksel özelliklerinden dolayı, bugüne kadar yaygın bir sekilde incelenmistir. Ni1-xMnx alasımın en bariz ve yaygın davranısı yüksek sıcaklıkta paramanyetik, orta sıcaklıklarda ferromanyetik ve sıcaklık düsüsü ile birlikte spin camı özellilerini göstermesidir. Bu davranıslar ferromanyetik Ni-Ni, Ni-Mn ve antiferromanyetik Mn-Mn çiftleri arasındaki rekabet etkilesimlerden kaynaklandığı düsünülmektedir. Buna benzer bir çalısmada, özellikle düsük sıcaklıklarda NiMn alasımına manyetik olmayan Ti safsızlıklık atomlarından çok az miktarda ilave edilmesiyle manyetik durumların ve elektriksel özelliklerin önemli ölçüde değistiğini gözlenmistir. Manyetik ölçümler, titresimli magnetometere (VSM) kullanarak Ni72Mn27Ti1 ve Ni72Mn25Ti3 numuneleri için yapılmıstır.

Sekil 1’de görüldüğü gibi, düsük alan bölgelerinde manyetizasyon değeri uygulanan manyetik alan gücü ile birlikte keskin bir sekilde artarken, en yüksek manyetik alan bölgelerinde (5 kOe) dahi doyuma ulasamamaktadır. Eğrilerin yüksek alan tarafı neredeyse uygulanan alan ile doğrusal artmaktadır. Ölçülen doygunluk mıknatıslanma değeri de artan sıcaklık ile azalır. Doyuma ulasmayan mıknatıslanma, örnek içerisinde antiferromanyetik yapı ile ferromanyetik yapı arasındaki iç etkilesimlerin karısık ve güçlü olduğunu göstermektedir [2,3,4]. Uygulanan manyetik alanın artırılmasıyla birlikte, ferromanyetik kısım doyuma ulasırken, antiferromanyetik kısım doğrusal olarak artar. Fig. 2’de 100 Oe’lik bir manyetik alanın uygulandığı M-T grafiği görülmektedir. Grafikte, ZFC eğrisinin faz geçisini gösteren kritik sıcaklık olan 90 K civarında artmaya basladığı görülmektedir. Sonra sıcaklığın azalmasıyla 16 K’de bir maximum verir ve bu noktadan sonra azalmaya baslar. Bu sıcaklığın altında mıknatıslanmadaki azalma parçacıklar arasında güçlü antiferromanyetik etkilesimleri olduğunu gösterir [2,4,5].

Keywords

• -

References

1. B. Aktas¸M. Ozdemir, R. Yilgina,Y. Oner, T. Satod,T. Andoe, Physica B 305 (2001) 298
2. Y. Köseoğlu, A. Baykal, M. S. Toprak, F. Gözüak, A. C. Basaran, B. Aktas, Journal of Alloys and Compounds, 462 (2008) 209.
3. R.N. Bhowmik, R. Ranganathan, J. Magn. Magn. Mater. 248 (2002) 101.
4. D.Fiorani, S. Vitiocoli, J.L. Dorman, J.L. Tholence, A.P. Murani, Phys. Rev. B 30 (1984) 2776.
5. H. Xue, Z. Li, X. Wang, X. Fu, Mater. Lett. 61 (2007) 347.