Sn掺杂对Mn3Zn1-xSnxN化合物负热膨胀行为和电输运性能的影响

中国材料进展, 2015, 34(7): 531-535. doi: 10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.07

Sn掺杂对Mn3Zn1-xSnxN化合物负热膨胀行为和电输运性能的影响

史可文 ^1, , 孙莹 ^2, , 邓司浩 ^3, , 王蕾 ^4, , 胡鹏伟 ^5, , 王聪 ^6,

1.北京航空航天大学物理系,凝聚态物理与材料物理研究中心,北京100191

2.北京航空航天大学物理系,凝聚态物理与材料物理研究中心,北京100191

3.北京航空航天大学物理系,凝聚态物理与材料物理研究中心,北京100191

4.北京航空航天大学物理系,凝聚态物理与材料物理研究中心,北京100191

5.北京航空航天大学物理系,凝聚态物理与材料物理研究中心,北京100191

6.北京航空航天大学物理系,凝聚态物理与材料物理研究中心,北京100191

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51172012,51472017) 高等学校博士学科点专项科研基金

关键词：负热膨胀 , 相变 , 电阻率 , 电子-电子散射

The Effects of Sn Doping on the Negative Thermal Expansion and Electronic Transport Properties in Mn3Zn1-xSnxN Compounds

Keywords： negative thermal expansion , phase transition , resistivity , electro-electro interactions

采用固相反应法成功制备了Mn3Zn1-xSnxN(x =0.05,0.1,0.15,0.2,0.3)系列化合物,研究了Sn替代Zn对Mn3Zn1-xSnxN化合物的热膨胀、熵变和电输运性能的影响.Mn3 ZnN化合物在磁相变温区以下具有低热膨胀行为,随着Sn掺杂量的增加,Mn3Zn1-xSnxN系列化合物的低膨胀温区(LTE)逐渐提高到室温以上.同时,低膨胀温区内的线膨胀系数逐渐升高.然而,Sn含量的增加对磁相变附近的负热膨胀行为未产生明显的影响.电阻测量结果表明Mn3Zn1-xSnxN化合物低温(50 K以下)电输运出现反常.随着Sn含量的增加,Mn3Zn1-xSnxN化合物在低温下出现的电阻率极小值现象逐渐减弱,最终在x=0.2处消失.拟合结果表明,该系列化合物中的电子-电子散射随掺杂量增加逐渐增强,出现明显的费米液体行为.由于丰富的低膨胀性能和独特的电输运性能,该化合物在功能材料领域将具有重要的研究价值和应用前景.

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