Диссертация (Рентгеновское исследование динамики кристаллической решётки тетраборидов редкоземельных элементов при температурах 5–300 К), страница 6

Для случая B||c наблюдается метамагнитный переход приB(T)=30 T за которым следует плато 1/2Ms при значении внешнего магнитногополя 32 Т. По мнению авторов такое поведение объясняется геометрическойфрустрацией в SSL. Магнитная фазовая диаграмма (Рисунок.1.44) имеет рядособенностей, указывающих на существование антиферромагнитной фазы, фазыспин-флоп насыщения и нескольких дополнительных фаз возникающих из-зафрустрированности решетки SSL.Рисунок 1.43. Изотермическая намагниченность TmB4 при 1,3 КАвторами в публикации [53] проведено исследование намагниченности вмагнитном поле тетраборида тулия. Результаты исследования представлены нарисунке 1.33. Для TmB4 наблюдается сильная анизотропия Изинга.

В таблице 6приведены характеристики, полученные из данных по восприимчивости.49Рисунок 1.44. В-Т фазовая диаграмма TmB4В работе [50] Экспериментально исследованы магнитные свойстваполикристаллического TmB4. В изотермах намагниченности этих соединений при4,2 К наблюдаются изломы, связанные с метамагнитными переходами, Рисунок1.30. Температурная зависимость обратной восприимчивости ТmВ4 (Рисунок 1.31)подчиняютсязаконуКюри–ВейссавплотьдотемпературТ= 20 К.Парамагнитная точки Кюри ΘР равны 10 К.

Экспериментальное значениеэффективного магнитного момента равно TmB4=7,4 B.В[5]сообщаютобисследованиимагнитнойвосприимчивостиисопротивления монокристаллов TmB4. Результаты исследования представлены наРисунках 1.10 и 1.22.Тетраборид иттербия YbB4В[60]авторыпровелиисследованиянамагниченности,удельногосопротивления и теплоемкости монокристалла YbB4. Температурные зависимостифизических характеристик полученных в работе [60] представлены на Рисунках1.45 – 1.47.

На рисунка 1.45 видна сильная анизотропия намагниченности.Намагниченность параллельно оси с ведет себя по закону Кюри-Вейсса,намагниченность перпендикулярно оси с демонстрирует поведение типичное длясоединений с промежуточной валентностью.50Поведение сопротивления указывает на металлический тип проводимостиРисунок 1.46 [60]. Ниже температуры Tcoh~5 К сопротивление YbB4 ведет себя позакону р(Т)=р0+AT2, что свидетельствует о низкой температуре состояния Фермижидкости YbB4 [60].Рисунок 1.45. Температурные зависимости намагниченности M(T)/H.Вставка: температурная зависимость обратной намагниченности M(T)/HРисунок 1.46. Температурная зависимость сопротивление ρ(Т) YbB4.

Сплошнаялиния – линейная аппроксимация данных ниже T = 5 К [60]51Рисунок 1.47. Температурная зависимость теплоемкости Cp/T от T2. Сплошнаялиния соответствует уравнению Cp/T=a+bT2 [60]В работе [60] приведен результат исследования магнитных свойств YbB4,Рисунок 1.48.Рисунок 1.48.

Обратная магнитная восприимчивость χm-1(Т) YbB4521.4. Термодинамические свойства и динамика кристаллической решёткиредкоземельных тетраборидовТетраборид лантана LaB4В работе [40] приведены данные теплоёмкости в интервале температур 2 –60 К (Рисунок 1.11).В статье [61] авторами исследована теплоёмкость LaB4 адиабатическимметодом в интервале температур 65 – 283 К.По значениям теплоемкости рассчитаны температуры Дебая (D=269 К),Эйнштейна(E1=532 K,E2=942 K,E3=950 K,E4=951 К)иосновныетермодинамические функции при стандартных условиях С p0 =79,07 Джмоль-1К-1,S p0 =64,94Джмоль-1К-1, H p0 =11210 Джмоль-1К-1, Ф p0 =27,34 Джмоль-1К-1.Коэффициент электронной теплоёмкости =510-3 Джмоль-1К-2.

Также былиисследованы энтальпия методом смешения в диапазонах температур 450 – 1150Ки 1150 – 2211К.Анализ температурной зависимости средней теплоемкости при линейномизменении в интервале температур 1400-2058К позволил авторам выделить вкладтермического расширения в теплоемкость тетраборида лантана (Рисунок 1.49).Рисунок 1.49. Вклад термического расширения в теплоемкость тетраборидалантана [1]53По полученным данным рассчитана сжимаемость тетраборида лантана винтервале температур 1800 – 2000 К: CB  402  27 ГПа и значение сжимаемостипри стандартных условиях CB (0)  713 ГПа [61].В работе [62] проведены экспериментальные исследования энтальпии LaB4в интервале температур 450 – 2300 К. Из соотношений термодинамики, авторами[62] получены параметры температурных зависимостей теплоемкости, энтропии иприведенной энергии Гиббс. Рассчитанные кривые теплоемкости некоторыхтетраборидов РЗЭ приведены на Рисунке 1.50.Рисунок 1.50.

Теплоемкость тетраборидов РЗМ: 1 – LaB4 , 2 – СеВ4, 3 – РrВ4,4 – NdB4,5 – GdB4.[62]Тетраборид церия CeB4В работе [62] проведены экспериментальные исследования энтальпии СeB4в интервале температур 450 – 2300 К. Из соотношений термодинамики, авторами[62] получены параметры температурных зависимостей теплоемкости, энтропии иприведенной энергии Гиббса. Рассчитанная кривая теплоемкости тетраборидаСeB4 приведена на Рисунке 1.50.54Тетраборид празеодима PrB4В работе [62] проведены экспериментальные исследования энтальпии PrB4 винтервале температур 450 – 2300 К. Из соотношений термодинамики, авторами[62] получены параметры температурных зависимостей теплоемкости, энтропии иприведенной энергии Гиббса.

Рассчитанная кривая теплоемкости тетраборидаPrB4 приведена на Рисунке 1.50.Авторы [39] сообщают о результатах измерения теплоемкости PrB4 принизких температурах. На Рисунке 1.51 приведена кривая теплоёмкоститетраборида празеодима.Рисунок 1.51. Удельная теплоемкость Cp(T) PrB4 ниже 30 К. На вставке основныемоменты первого порядка характера фазового перехода. Кружки и черные точкиобозначают Cp(T), измеренных при потеплении и при похолодании,соответственноВработе[1]приведенытемпературныезависимостикристаллической решетки тетраборида празеодима (Рисунок 1.52).параметров55Рисунок 1.52.

Параметры кристаллической решетки тетраборидов РЗЭТетраборид неодима NdB4В работе [1] проведены данные теплоёмкости NdB4 при низкихтемпературах (Рисунок 1.11).В работе [62] проведены экспериментальные исследования энтальпии NdB4в интервале температур 450 – 2300 К. Из соотношений термодинамики, авторами[62] получены параметры температурных зависимостей теплоемкости, энтропии иприведенной энергии Гиббса. Рассчитанная кривая теплоемкости тетраборидаNdB4 приведена на Рисунке 1.50.Тетраборид гадолиния GdB4В статье [63] приведены данные по теплоёмкости тетраборид гадолиния винтервале температур 60 – 300 К.В работе [42] измерена теплоемкость тетраборида гадолиния. Измерениетеплоемкости Cp(T) выполнено в магнитных полях 0 и 9 Tл для температур2 К<Т<80 К.

На Рисунке 1.53. изображена зависимость теплоемкости Cp(T).Острый пик при TN=42 К указывает на антиферромагнитный переход. Кроме того,есть широкая выпуклость при Та=10 K. Этот широкая выпуклость около Ta на56Cp(T) является прямым доказательством существования низкотемпературногофазового перехода. Влияние магнитного поля на Cp (T) незначительно.Рисунок 1.53.

Зависимости теплоемкости Cp(T) GdB4 в магнитном поле и при егоотсутствииВ [44] приведены результаты исследования удельной теплоемкости вмонокристалле GdB4 (Рисунок 1.54)Рисунок 1.54. Температурная зависимость теплоемкости GdB4 [44]Авторы [64] провели исследование теплового расширения тетраборида Gd винтервалеот295 – 1275 К.Исследованияпоказали,чтозависимостиотносительного удлинения от температуры для данных соединений имеют вид,близкий к линейному без аномалий.

Результаты расчетов средних в указанном57температурном интервале коэффициентов теплового расширения, температурыДебая представлены в Таблице 7.Таблица 7.Характеристики тетраборидов РЗЭ [64]МеВ4YB4GdB4НоВ4HrB4Коэффициент тер- Температурамического расши- Деба я, ° Крения, 104 К-1(расчет)7,686707,06327,855177,6543Температура плавления.

°Красчетэксперимент30203300296530603073-В работе [62] проведены экспериментальные исследования энтальпии GdB4в интервале температур 450 – 2300 К. Из соотношений термодинамики, авторамиполучены параметры температурных зависимостей теплоемкости, энтропии иприведенной энергии Гиббса.

Рассчитанная кривая теплоемкости тетраборидаGdB4 приведена на Рисунке 1.50.В работе [65] исследована теплоемкость тетраборида гадолиния в интервале2 – 300 К (Рисунок. 1.55).Рисунок 1.55. Температурная зависимость теплоемкости GdB4 [65]58Тетраборид тербия TbB4Работа [66] посвящена результатам исследования зависимости упругихмодулей от температуры. Результаты исследования изображены на Рисунках 1.56и 1.57. Продольный модуль упругости C11 испытывает большой смягчение (болеечем на 17% снижение жесткости) при TN2.