Local structure analysis of SmFe and TbFe

SmFeとTbFeの局所構造解析

米田 安宏   ; 阿部 浩之

Yoneda, Yasuhiro; Abe, Hiroshi

磁歪材料として知られるSmFeとTbFeのイオン照射による特性改変を試みた。その結果SmFeは照射してもほとんど磁歪特性に変化がなかったが、TbFeは大きな変化が生じた。抗磁場が非常に大きくなり、マクロな変位を起こさせるために必要な外部磁場の著しい増加が見られた。結晶構造が同じであるSmFeとTbFeにおいて、なぜこのような磁歪におけるイオン照射効果が異なるかを明らかにするために、それぞれのサンプルに生じている内部歪みの測定を行った。イオン照射サンプルはアモルファス薄膜であるため、アモルファスと結晶構造のずれを見いだし、その差をもって内部歪みとした。実験はSPring-8のウイグラービームラインBL08Wで行った。その結果、イオン照射効果の小さなSmFeはあのルファス薄膜と結晶とでほとんど構造の変化がなく、イオン照射に対しても内部歪みの再構成が行われないことがわかった。一方、TbFeはアモルファス化の際に大きな内部歪みを生じているためにイオン照射によって歪みが変化し、磁歪特性が変化したと結論づけられた。

TbFe and SmFe are well-known giant magnetostrictive materials and they show different behavior when Ar ions irradiated. Since SmFe and TbFe are the same crystal structure, the same mechanism of spontaneous magnetization should exist. The different ion irradiation effects may be caused by the different internal stress between SmFe and TbFe2 films. However, it has been difficult to analyze the internal strain in the amorphous films. The purpose of this article is to clarify the local structure of amorphous SmFe and TbFe and clarify the relationship between the ion irradiation effect and the magneticostrictive susceptivity. Structure analysis was carried out using synchrotron X-ray pair-distribution function method. The internal strain can be evaluated by the deviation between the amorphous and crystalline structures. The deviation of the TbFe was larger than that of the SmFe. Large deviation causes large internal strain, which is reduced by the ion irradiation.