Ciepło właściwe zwiazków $RMn_{2}H_{x}$

Abstract

The $RMn_{2} (R=Gd, Tb, Er, Nd, Ho)$ can easily absorb a large amount of hydrogen up to 4.5 at.H/f.u. at low pressures and temperatures. In this compounds, the $Mn-Mn$ distance plays a crucial role in inducing a $Mn$ magnetic moment. An increase of the atomic distance by increasing hydrogen content in the $RMn_{2}H_{x}$ implies a very strong influence on their physical properties. A new method for the sample preparation for specific heat (SH) measurements was developed. It is based on mixing the powder of $RMn_{2}H_{x}$ with $Cu$ or $Ag$ and then compressing. SH measurements of $RMn_{2}H_{x}$ have been performed in two different set-ups. In the temperature range of 50 K -f 320 K by a quasi-adiabatic technique and in the temperature range from 2 K to 350 K in the magnetic field of 0 and 9 T in the PPMS by a relaxation method. The specific heat results of $RMn_{2}H_{x}$ show that: The hydrogenation implies a large addition to the specific heat in the whole temperature range of 50 K-300 K For the pure sample the phase transition was revealed by a single SH peak at the $T_{N}$, whereas a multiple SH peak were observed for the hydrides The increase of hydrogen concentration causes a large increase o the $T_{N}$ and was confirmed by magnetic measurements. Usually the highest temperature peak of SH is related to the antiferromagnetic phase transition what was confirming by magnetic measurements and by neutron scattering for $Tb$ and $Er$ samples $(x=2)$ Peaks near TN are considered to be connected with the hydrogen ordering In some cases an additional anomaly is attributed to inhomogeneous distribution of hydrogen in the sample.

Związki $RMn_{2}$ łatwo absorbują duże ilości wodoru do 4.5 at.H/f.u. przy niskim ciśnieniu i temperaturze pokowej. Decydującą rolę w powstawaniu momentów magnetycznych na $Mn$ w tych związkach odgrywa odległość $Mn-Mn$. Wzrost koncentracji wodoru powoduje wzrost odległości między atomami co wpływa znacząco na właściwości fizyczne związków. Opracowano nową metodę przygotowania próbek do pomiaru ciepła właściwego ($c_{w}$). Polega ona na zmieszaniu proszku $RMn_{2}H_{x}$ z proszkiem $Cu$ lub $Ag$ a następnie sprasowaniu. Pomiary $c_{w}$ wykonano za pomocą dwóch aparatur. W zakresie temperatur 50-320K metodą quasi-adiabatyczną przy pomocy SPCW oraz w zakresie temperatur 2-350K w polu 0 i 9T na PPMS metodą relaksacyjną. Wyniki ciepła właściwego dla $RMn_{2}H_{x}$ wykazały: Zaobserwowano duży dodatkowy wkład do ciepła właściwego związany z obecnością wodoru w szerokim zakresie temperatur 50-300K Dla $RMn_{2}$ obserwowano przejście fazowe w postaci pojedynczego piku $c_{w}$ podczas gdy dla wodorków pojawiła się bardziej skomplikowana-wielokrotna struktura piku. Wraz ze wzrostem koncentracji wodoru zaobserwowano wzrost temperatury porządkowania magnetycznego potwierdzony przez pomiary magnetyczne. W większości przypadków piki występujące w najwyższej temperaturze są związane z przemianą magnetyczną, co zostało potwierdzone pomiarami magnetycznymi oraz w przypadku $Tb$ i $Er (x=2)$ pomiarami neutronograficznymi. W pobliżu temperatury przejścia magnetycznego (lub równocześnie dla związków z erbem) następuje porządkowanie wodoru • W niektórych przypadkach dodatkowe anomalie $c_{w}$ są przypisywane niejednorodnemu rozmieszczeniu wodoru w próbce.