铁磁相变中晶体结构变化的研究

铁磁体的铁磁相变普遍被认为仅是一个纯磁性相变，而其晶体结构（或晶体对称性）不发生任何变化，现有的大量普通X射线晶体衍射分析数据也表明磁性相变不涉及结构变化。而我们最近的高精度同步辐射X射线晶体衍射实验表明：磁性相变亦是一晶体结构的相变；铁磁相变之所以被认为无晶体结构变化，是因为没有考虑到X射线衍射仪的最小分辨率。在此研究基础之上，本项目提出对铁磁相变中晶体结构变化进行研究，从宏观、介观和微观三个层次阐述铁磁相变中结构的变化：即在宏观上建立磁致伸缩过程与晶体结构对应关系；在介观上原位观察磁畴在磁场下的运动对应于何种晶体结构的变化；在微观上阐明铁磁相变中结构变化的起源。此外，通过本项目的研究可为寻找具有高磁响应（如巨磁致伸缩、巨磁热效应等）材料提供理论依据。因此，研究铁磁相变中晶体结构的变化具有丰富的科学内涵和重要的研究价值。

铁磁体的铁磁相变普遍被认为仅是一个纯磁性相变，而其晶体结构（或晶体对称性）不发生任何变化，现有的大量普通X 射线晶体衍射分析数据也表明磁性相变不涉及结构变化。而我们最近的高精度同步辐射X 射线晶体衍射实验表明：磁性相变亦是一晶体结构的相变；铁磁相变之所以被认为无晶体结构变化，是因为没有考虑到X 射线衍射仪的最小分辨率。因此，本项目在前期研究基础之上提出对铁磁相变中晶体结构变化进行研究，从宏观、介观和微观三个层次阐述铁磁相变中结构的变化。通过三年的研究，得到如下几个重要结论：. 1）从宏观层次上研究磁致伸缩效应与铁磁体晶体结构变化的关系。通过对铁磁体磁致伸缩的测量和同步辐射X 射线衍射结果的对照，建立铁磁体磁致伸缩过程对应于何种晶体结构的变化。. 2）从介观层次上研究磁畴在技术磁化过程中与铁磁体晶体结构变化的关系。通过在磁场下对相应铁磁体进行原位同步辐射X 射线衍射测量，建立技术磁化过程中（畴壁移动和磁矩转动）对应于何种晶体结构的变化。. 3）从微观层次上阐述铁磁相变中结构变化的起源。通过对铁磁体的磁矩与其晶格间磁弹耦合作用的研究，力求建立磁 － 结构相变的微观模型，从而为寻找具有高磁响应材料提供有效途径和理论依据。. 本项目共发表论文26篇，其中SCI收录25篇，包括Physical Review B 1篇，Applied Physics Letters 4篇，Journal of Applied Physics 4篇，2013年受邀在Chinese Physics B发表Top review文章1篇。项目组成员国内外学术会议10次，其中包括1次国际会议邀请报告，5次国内会议邀请报告。同时，本项目产生的研究成果作为“基于缺陷调控的铁性智能材料新物理效应”的重要组成部分，2013年获教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学一等奖。