The Electrical Resistivity, Magnetic, and Galvanomagnetic Properties of a Cast and Rapid Melt Quenched Mn3Al Heusler Alloy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The electrical resistivity, magnetic, and galvanomagnetic properties of the cast and rapid melt quenched Mn3Al Heusler alloy have been studied. Rapid melt quenching was found to result in changing the microstructure of the Mn3Al alloy, which leads to substantial changes in its electronic transport and magnetic
properties. It was suggested that for the cast and rapid melt quenched Mn3Al alloy frustrated antiferromagnetic and almost compensated ferrimagnetic state could appear, respectively. It is shown that the preparation and treatment of the Mn3Al compound plays a substantial role in the formation of its electronic and magnetic
characteristics

About the authors

V. V. Marchenkov

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; Ural Federal University

Email: march@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620077 Russia; Ekaterinburg, 620002 Russia

V. Yu. Irkhin

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: semiannikova@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620077 Russia

A. A. Semiannikova

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: semiannikova@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620077 Russia

P. S. Korenistov

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: semiannikova@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620077 Russia

E. B. Marchenkova

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: semiannikova@imp.uran.ru
Ekaterinburg, 620077 Russia

References

  1. Heusler F. Uber magnetische Manganlegierungen German. Verh. Deutsch. Phys. Ges. 1903. V. 5. P. 219.
  2. Васильев А.Н., Бучельников В.Д., Такаги Т., Ховайло В.В., Эстрин Э.И. Ферромагнетики с памятью формы // УФН. 2003. V. 173. P. 577–608.
  3. Pushin V., Kuranova N., Marchenkova E., Pushin A. Design and Development of Ti–Ni, Ni–Mn–Ga and Cu–Al–Ni-Based Alloys with High and Low Temperature Shape Memory Effects // Mater. 2019. V. 12. P. 2616.
  4. Соколовский В.В., Мирошкина О.Н., Бучельников В.Д. Обзор современных теоретических методов исследования магнитокалорических материалов // ФММ. 2022. Т. 123. С. 344.
  5. Wang R.L., Yan J.B., Xu L.S., Marchenkov V.V., Chen S.S., Tang S.L., Yang C.P. Effect of Al doping on the martensitic transition and magnetic entropy change in Ni–Mn–Sn alloys // Sol. State Comm. 2011. V. 151. P. 1196.
  6. De Groot R.A., Mueller F.M., Mueller P.G., van Engen P.G., Bushow K.H.J. New class of materials—half-metallic ferromagnets // Phys. Rev. Lett. 1983. V. 50. P. 2024–2027.
  7. Katsnelson M.I., Irkhin V.Yu., Chioncel L., Lichtenstein A.I., De Groot R.A. Half-metallic ferromagnets: from band structure to many-body effects // Rev. Mod. Phys. 2008. V. 80(2). P. 315–378.
  8. Wang X.L. Proposal for a new class of materials: spin gapless semiconductors // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 156404.
  9. Wang X.T., Cheng Z.X., Wang J.L., Wang X.L., Liu G.D. Recent advances in the Heusler based spin-gapless semiconductors // J. Mater. Chem. C. 2016. V. 4. P. 7176.
  10. Manna K., Sun Y., Muechler L., Kübler J., Felser C. Heusler, Weyl and Berry // Nature Mater. 2018. V. 3. P. 244–256.
  11. Marchenkov V.V., Irkhin V.Y. Half-Metallic Ferromagnets, Spin Gapless Semiconductors, and Topological Semimetals Based on Heusler Alloys: Theory and Experiment // Phys. Met. Metallogr. 2021. V. 122. P. 1133–1157.
  12. Marchenkov V.V., Irkhin V.Yu., Semiannikova A.A. Unusual Kinetic Properties of Usual Heusler Alloys // J. Supercond. Nov. Magn. 2022. V. 35. P. 2153–2168.
  13. Chatterjee S., Chatterjee S., Giri S., Majumdar S. Transport properties of Heusler compounds and alloys // J. Phys.: Condens. Matter. 2022. V. 34. P. 013001.
  14. Gavrikov I., Seredina M., Zheleznyy M., Shchetinin I., Karpenkov D., Bogach A., Chatterjee R., Khovaylo V. Magnetic and transport properties of Mn2FeAl // J. Magn. Magn. Mater. 2019. V. 478. P. 55.
  15. Dash S., Lukoyanov A.V., Nancy, Mishra D., Mohammed Rasi U.P., Gangineni R.B., Vasundhara M., Patra A.K. Structural stability and magnetic properties of Mn2FeAl alloy with a β-Mn structure // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 513. P. 167205.
  16. Irkhin V.Yu., Skryabin Yu.N. Two-band model and RVB-type states: Application to Kondo lattices, pyrochlores and Mn-based systems // Physica B. 2022. V. 633. P. 413780.
  17. Jamer M.E., Wang Y.J., Stephen G.M., McDonald I.J., Grutter A.J., Sterbinsky G.E., Arena D.A., Borchers J.A., Kirby B.J., Lewis L.H., Barbiellini B., Bansil A., Heiman D. Compensated Ferrimagnetism in the Zero-Moment Heusler Alloy Mn3Al // Phys. Rev. Appl. 2017. V. 7. P. 064036.
  18. Марченков В.В., Ирхин В.Ю., Перевозчикова Ю.А., Терентьев П.Б., Семянникова А.А., Марченкова Е.Б., Eisterer M. Кинетические свойства и полуметаллический магнетизм в сплавах Гейслера Mn2YAl // ЖЭТФ. 2019. Т. 155(6). С. 1083.
  19. Aryal A., Bakkar S., Samassekou H., Pandey S., Dubenko I., Stadler Sh., Ali N., Mazumdar D. Mn2FeSi: An antiferromagnetic inverse-Heusler alloy // J. Alloys Compd. 2020. V. 823. P. 153770.
  20. Takatsu H., Yoshizawa H., Yonezawa S., Maeno Y. Critical behavior of the metallic triangular-lattice Heisenberg antiferromagnet PdCrO2 // Phys. Rev. B. 2009. V. 79. P. 104424.
  21. Komleva E.V., Irkhin V.Yu., Solovyev I.V., Katsnelson M.I., Streltsov S.V. Unconventional magnetism and electronic state in the frustrated layered system PdCrO2 // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. P. 174438.
  22. Kostenko M.G., Lukoyanov A.V. Magnetic properties and electronic structure of Mn–Al alloys in the β-Mn structure // J. Magn. Magn. Mater. 2022. V. 542. P. 168 600.
  23. Князев Ю.В., Лукоянов А.В., Кузьмин Ю.И., Даш Ш., Патра А.К., Васундхара М. Электронная структура и спектральные характеристики соединения Mn3Al // ФММ. 2021. Т. 122. С. 1026.
  24. Wollmann L., Chadov S., Kübler J., Felser C. Magnetism in cubic manganese-rich Heusler compounds // Phys. Rev. B. 2014. V. 90. P. 214420.
  25. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971.
  26. Коуров Н.И., Пушин В.Г., Королев А.В., Марченков В.В., Марченкова Е.Б., Казанцев В.А., Weber H.W. Влияние интенсивной пластической деформации кручением на свойства и структуру сплавов Ni54Mn21Ga25 и Ni54Mn20Fe1Ga25 // ФТТ. 2011. Т. 53(1). С. 89–96.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (103KB)
3.

Download (1004KB)
4.

Download (125KB)
5.

Download (108KB)
6.

Download (108KB)
7.

Download (121KB)


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».