La dispersión de neutrones de alta energía es una poderosa herramienta en espectroscopia, que permite a los investigadores investigar las propiedades físicas y químicas de muchos materiales diferentes.
Es especialmente adecuado para estudiar las estructuras densas y complejas de compuestos intermetálicos de lantánidos y hierro, como el célebre Nd2. Fe14 B. Sin embargo, hasta ahora los investigadores aún no han descubierto cómo probar las valiosas propiedades magnéticas del material mediante dispersión de neutrones.
En un nuevo estudio publicado en The European Physical Journal Plus , Michael Kuz'min de la Universidad de Aix-Marsella, junto con Manuel Richter de Leibniz IFW Dresden, presentan una corrección de la técnica que podría utilizarse para determinar el "campo de intercambio" del Nd:un indicador importante de sus propiedades magnéticas.
El enfoque del dúo podría ayudar a los investigadores a comprender mejor los orígenes de la alta resistencia a la desmagnetización de los compuestos de neodimio, que es crucial para su uso como imanes permanentes, indispensables para turbinas eólicas, automóviles eléctricos y robots.
El campo de intercambio de un metal mide el grado de alineación entre los espines cuánticos de sus átomos vecinos, lo que está fuertemente ligado a la fuerza de su magnetismo. Se puede determinar midiendo la diferencia entre dos cantidades clave.
El primero de ellos es la energía de transición necesaria para que los electrones en órbita se muevan entre 'multipletes':niveles de energía estrechamente espaciados asociados con las estructuras electrónicas de los átomos de Nd. En segundo lugar, la división de la órbita de espín describe la interacción entre los momentos angulares regulares del espín de los electrones y su órbita alrededor de sus átomos.
Para las mediciones del campo de intercambio de Nd, surgen desafíos ya que ambas cantidades se ven afectadas por campos eléctricos generados por la disposición de los iones que rodean a los átomos de Nd en la red cristalina, lo que interfiere con las interacciones mutuas entre sus electrones en órbita.
En su estudio, Kuz'min y Richter proponen un nuevo conjunto de fórmulas para corregir la influencia de este campo eléctrico. Al aplicar estas correcciones a sus observaciones, el dúo espera que los investigadores en futuros experimentos estén en mejores condiciones para explorar y explotar las propiedades magnéticas del metal mediante espectroscopía de neutrones.
Más información: Michael D. Kuz'min et al, Campos de intercambio de lantánidos y transiciones entre multipletes en materiales de imanes permanentes, The European Physical Journal Plus (2023). DOI:10.1140/epjp/s13360-023-04449-5
Proporcionado por Springer
