در بخش اول این پروژه ترکیب های هویسلر co2fe1-xcrxal با روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شدند. فاز نهایی fm3m پس از 15 ساعت آسیاب کاری برای این ترکیب های به دست آمد. مطالعه فرآیند تشکیل فاز این واقعیت را آشکار کرد که عناصر سازنده در ساعات اولیه، فاز میانی coal را تشکیل می دهند. از سوی دیگر کروم در ترکیب نقش کاتالیستی داشته و حضور این عنصر در ساختار می تواند منجر به افزایش سرعت تشکیل فاز شود. تغییرات مغناطش اشباع این ترکیب ها با درصد آهن از پیش بینی مدل اسلیتر - پائولینگ انحراف کمی دارد. بی نظمی های بلوری و همچنین نقش کروم به عنوان عواملی در کمتر بودن گشتاور مغناطیسی مطرح شد. همچنین خواص مکانیکی و تاثیر بازپخت نیز مطالعه شد. در ادامه پروژه چهار ترکیب هویسلر co2fege، co2fesi، fe2coge و fe2cosi که گشتاور مغناطیسی خیلی بالا دارند با روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد و اثر بازپخت تحت خلا نیز مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه ویژگی های بلوری نشان داد 15 ساعت آسیاب کاری برای تشکیل فاز در همه نمونه ها مناسب است. اندازه بلورک ها با بازپخت افزایش یافت. همچنین نظم بلوری با بازپخت بهبود پیدا کرد. این بهبود با پیدایش قله های ابرشبکه در طیف xrd پس از فرایند بازپخت برای دو ترکیب co2fesi و fe2cosi ظهور می یابد. در ترکیب های بر پایه کبالت به واسطه بهبود نظم بلوری با بازپخت مقدار مغناطش به مقدار اسلیتر - پائولینگ نزدیک می شود. در ترکیب های بر پایه آهن مقدار مغناطش از مقدار پیشنهادی مدل اسلیتر - پائولینگ افزایش می یابد. ساختار مغناطیسی این ترکیبات با استفاده از آنالیز موسبائر مورد مطالعه قرار گرفت. گشتاور مغناطیسی اتم ها از طیف موسبائر استخراج شد. بخش پایانی کار مطالعه ترکیبات هویسلر با 24 الکترون ظرفیت بود. از این سری 6 ترکیب fe2vga، cr2fege، cr2coga، mn3ga، fe2tige و fe2tisi انتخاب شدند. مطالعه خواص نمونه های mn3-xga ساخته شده با روش آلیاژسازی از تغییر استوکیومتری ترکیب در طول فرآیند سایش حکایت داشت. لذا در ادامه تمام نمونه ها با روش ذوب قوسی ساخته شدند. با توجه به اینکه نمونه های mn3ga در دماهای نزدیک به 400 درجه سانتیگراد یک گذار ساختاری از خود نشان می دهند، تاثیر بازپخت در دماهای نزدیک به این دما مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین تاثیر آسیاب کاری نیز بررسی شد. نمونه های آسیاب شده یک ساختار l10 از خود نشان دادند. در مقابل ساختار نمونه های بازپختی، تتراگونالی از نوع do22 بود. مغناطش در نمونه های بازپختی از مقدار اسلیتر - پائولینگ تبعیت نکرد. این نمونه ها میدان وادارندگی بزرگی از مرتبه 7/0 تسلا از خود نشان دادند. مقدار مغناطش اشباع نمونه های بازپختی با افزایش دما افزایش یافت که به خروج منگنز از ساختار ارتباط داده شد. مغناطش اشباع نمونه بازپخت شده در 450 درجه سانتیگراد در مقایسه با کارهای گذشته با میدان وادارندگی یکسان تا 4 برابر بهبود یافته است. نمونه cr2coga علی رغم داشتن ساختار بلوری l21 انحراف زیادی از مدل اسلیتر - پائولینگ از خود نشان داد. در مقابل نمونه cr2fege ساختار بلوری تتراگونالی داشت. ساختار مغناطیسی این نمونه در دمای 20 و 300 کلوین با استفاده از طیف موسبائر توصیف شد. یک تغییر در ساختار مغناطیسی با دما برای این ترکیب مشاهده شد. در نهایت ترکیب fe2vga گشتاور مغناطیسی کوچکی از خود نشان داد. این مقدار از گشتاور مغناطیسی با در نظر گرفتن یک خاصیت فرومغناطیسی از نوع سیار در این ترکیب توجیه شد.

در این تحقیق ابتدا تاثیر اندازه دانه ها روی خواص الکتریکی و مغناطیسی ترکیب lamno3(lmo) مورد بررسی قرار داده شده است. سپس درباره تاثیر آلایش و دمای کلوخه سازی بر ویژگی های بلوری، الکتریکی، مغناطیسی و مغناطومقاومت ترکیب la0.8sr0.2mno3/xlamno3 بحث شده است. نمونه ها به روش واکنش حالت جامد ساخته شدند. همه نمونه های lmo در طول بازه دمایی اندازه گیری رفتار عایق گونه داشتند. با ریز شدن اندازه دانه ها مقاومت الکتریکی در دمای پایین افزایش می یابد. همه نمونه های lmo دارای گذار فاز پارامغناطیس ـ فرومغناطیس هستند، دمای گذار در تمام نمونه ها تقریباً ثابت است و مقدار مغناطش، با کاهش اندازه دانه ها کاهش پیدا می کند. همه نمونه های /xlamno3 la0.8sr0.2mno3 در دمای بالا پارامغناطیس و در دمای پایین فرومغناطیس هستند. برای نمونه های کلوخه سازی شده در دمای پایین، دمای گذار نمونه ها چندان تغییر نکرده، اما پهنای گذار مغناطیسی با افزایش درصد ناخالصی افزایش یافته است. در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای بالا، دمای گذار با افزایش درصد ناخالصی کاهش یافته است و این را می توان به ورود ناخالصی به فاز زمینه ربط داد. نمونه ها در دماهای پایین، فلزگونه و در دماهای بالا، عایق گونه رفتار می کنند. در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای پایین آلایش منجر به کاهش دمای گذار عایق ـ فلز می شود. همچنین مقدار مقاومت نیز با افزایش میزان ناخالصی افزایش پیدا می کند. در مقابل در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای بالا، یک قله کوچک در دماهای بالا ( ) و یک قله پهن در دماهای پایین ( ) دیده می شود. دمای گذار عایق - فلز و منطبق بر دمای کوری است. اما مربوط به تونل زنی وابسته به اسپین در مرزدانه هاست. و هر دو با افزایش درصد ناخالصی کاهش می یابند و همچنین با افزایش میزان lmo یک افزایش در اندازه مقاومت داریم. برای نمونه های کلوخه سازی شده در دمای پایین مغناطومقاومت در دما و آلایش های پایین با افزایش درصد ناخالصی افزایش می یابد، اما با افزایش میزان ناخالصی از 15 درصد وزنی به بالا مغناطومقاومت در دماهای پایین کاهش می یابد. درصدی از آلایش که به ازای آن مغناطومقاومت در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای بالا بیشینه می شود 10 درصد است. افزایش مغناطومقاومت به ازای درصدهای پایین افزودنی مربوط به بهبود بی نظمی اسپینی در مرزدانه ها با اعمال میدان است. این بی نظمی ها با افزایش درصد ناخالصی افزایش می یابد. برای درصدهای بالاتر، وجود مقادیر زیاد ناخالصی در مرزدانه ها باعث افزایش ضخامت مرزدانه ها و در نتیجه تضعیف تونل زنی وابسته به اسپین بین سطوح مرزدانه ها می گردد و این باعث کاهش مغناطومقاومت می شود.

با توجه یه خواص ساختاری و مغناطیسی متنوع و کاربردهای ترکیب های mn-ga، در این پایان نامه ویژگی های برخی از این ساختارها از جمله ترکیب های هویسلر این مواد که به روش ذوب قوسی ساخته شده اند به همراه تأثیر افزودن کروم و ژرمانیوم در طول فرایند آسیابکاری بررسی شده است.

در این پژوهش فرآیند تشکیل فاز نمونه های mn3ge و mn2.5ge و mn2ge از پودرهای فلزی mn و ge با روش آلیاژسازی و تاثیر بازپخت محصول نهایی مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه برای بررسی تاثیر روش ساخت بر فرآیند تشکیل فاز و ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نمونه ها، نمونه های mn3ge و mn2.5ge و mn2ge به روش ذوب قوسی ساخته شد.