El compuesto La (Fe, Si) 13 fue descubierto por Shen Baogen y otros, un académico de la Academia de Ciencias de China. En los últimos 20 años, este material de cambio de fase de efecto magnetocalórico gigante ha atraído una amplia atención en campos relacionados, especialmente la introducción de átomos de hidrógeno intersticiales en su red cristalina, que puede extender la temperatura de Curie del material por encima de la temperatura ambiente y mantener la intrínseca características del material. Rendimiento de cambio de entropía magnética Esto amplía el rango de temperatura de enfriamiento y el rango de aplicación del material, haciendo que el hidruro se convierta gradualmente en un fluido de trabajo práctico favorecido por los prototipos de refrigeración magnética. Sin embargo, no hay conclusiones unánimes sobre la relación estructural entre factores como la ocupación del átomo de hidrógeno, la aceptabilidad del átomo de hidrógeno y la temperatura de Curie.
Recientemente, Shao Yanyan, un Ph.D. estudiante del Instituto de Materiales Funcionales Magnéticos de la Tierra Rara, el Instituto de Ingeniería de Materiales e Ingeniería de Ningbo, Academia China de Ciencias, usó rayos X duros de una fuente de radiación sincrotrónica de Shanghai para estudiar la estructura cristalina de los compuestos magnetocalóricos lantánidos y sus hidruros. Por primera vez, la relación intrínseca entre la estructura fina local y las propiedades magnéticas se estableció en el material.
Los investigadores primero analizaron el espectro expandido EXAFS de la estructura fina de rayos X, transformaron las relaciones de Fourier y las relaciones inversas de Fourier, y ajustaron la función oscilante para optimizar con precisión los parámetros del enrejado y construyeron un modelo de celosía más preciso. Los átomos de hidrógeno ocupan la posición 24d de los 2 centros FeI y 4 FeII / Si. El contenido de átomos de hidrógeno en la celda unidad determina la temperatura de transición de la transición de fase volumétrica magnética, es decir, la temperatura de Curie, pero la celda unidad puede acomodar la cantidad máxima de átomos de hidrógeno saturados. Estudios previos han sugerido que el contenido de hidrógeno saturado está relacionado con el tamaño del volumen del enrejado. Algunos estudiosos también han encontrado que la dependencia de la temperatura de Curie a la presión se reduce después de que se carga hidrógeno, es decir, hay un fenómeno de transferencia de electrones de valencia entre los átomos de hidrógeno y el entorno químico circundante en el hidruro. En este estudio, observando la absorción de rayos X cerca del borde del espectro XANES de La, se observa que el pico de la línea blanca se reduce significativamente después de la carga de hidrógeno, y se prueba directamente que el ambiente local de átomos de La influye en el electrón de valencia transferencia entre átomos de hidrógeno y La y determina el volumen Tamaño de la capacidad de hidrógeno, volumen de la red sobre el papel de la capacidad de hidrógeno en segundo lugar. El determinante de la temperatura de Curie de La (Fe, Si) 13 generalmente se considera causado por la interacción entre el volumen de la red y los electrones d de Fe y los electrones s del Si. Papel principal. Este estudio utiliza el X-edge XANES pico del elemento Fe para caracterizar directamente la fuerza de la hibridación. En compuestos con alto contenido de Fe, el frente de K del elemento Fe es más intenso, lo que indica que hay más bandas vacías en la órbita 3d. La mayoría de los electrones 3d transitan del estado local al estado paradoja. La reducción de los electrones locales debilita la hibridación de Fe-Si y provoca una disminución de la temperatura de Curie, lo que revela que los electrones d de Fe y la hibridación de Si de electrones afectan en gran medida el grado de temperatura de Curie. Para los hidruros, la superposición básica de los picos frontales indica que los híbridos de Fe y Si son similares, y por lo tanto el hidruro está dominado por el factor de volumen de la red y no por la hibridación orbital para determinar la temperatura de Curie.
La tecnología de caracterización de la estructura fina basada en el nivel electrónico se aplicó por primera vez al estudio de los materiales magnetocalóricos LaFeSi y tiene un fuerte efecto esclarecedor en la comprensión del mecanismo de la entropía magnética gigante. Puede proporcionar una guía de ingeniería para el dopaje atómico o la sustitución de elementos para controlar la temperatura de Curie. El papel de proporcionar ideas de investigación para la investigación y la extracción de nuevos sistemas y nuevas funciones de materiales magnetocalóricos.
Los resultados de investigación relevantes fueron publicados en Acta Materialia. El estudio fue financiado por el programa nacional clave de I + D.
