Showing papers in "Physica Status Solidi (a) in 1988"

Bistable switching in electroformed metal–insulator–metal devices†

Abstract: Revue des systemes de commutation representatifs et discussion detaillee d'une classe particuliere de ces systemes non identifiee correctement dans le passe. On presente les avantages de diodes planes MIM par rapport aux configurations fermees (sandwich) car la totalite de leur structure est ouverte et accessible directement a l'atmosphere gazeuse environnante ou au vide, qui affecte fortement le comportement

SURFACE DECOMPOSITION OF SUPERCONDUCTING YBa2Cu3O7

Abstract: High resolution electron microscopy is performed on a number of samples of YBa2Cu3O7 before and after heating at several temperatures between 20 and 450 °C, and in three different atmospheres: oxygen, air, and vacuum By comparison studies of the same crystals it is shown that in all atmospheres the surface decomposes rapidly at temperatures above approximately 150 °C Below 150 °C the rate of decomposition is much lower; crystals exposed to air for one week show several planar defects indicating the onset of the decomposition The decomposition reaction proceeds by the insertion of extra CuO planes into the original structure resulting in (CuO)2 double layers between BaO planes This reaction induces large lattice strains at the exposed surfaces, sometimes resulting in fragmentation and spalling Mit Hilfe hochauflosender Elektronenmikroskopie werden eine Reihe von YBa2Cu3O7-Proben untersucht vor und nach Aufheizen auf verschiedene Temperaturen zwischen 20 und 450 °C in drei verschiedenen Atmospharen: Sauerstoff, Luft und Vakuum Durch vergleichende Untersuchungen an denselben Kristallen wird gezeigt, das sich in allen Atmospharen die Oberflache bei Temperaturen uber 150 °C schnell zersetzt Unter 150 °C ist die Zersetzungsrate viel geringer; trotzdem zeigen Kristalle, die eine Woche lang der Luft ausgesetzt waren, mehrere Flachendefekte, die den Anfang der Zersetzung anzeigen Die Zersetzungsreaktion geht vor sich durch Einschieben von zusatzlichen CuO-Ebenen, die zu (CuO)2-Doppellagen zwischen BaO-Ebenen der ursprunglichen Struktur fuhren Diese Reaktion verursacht grose Gitterdehnungen an der ausgesetzten Oberflache, die manchmal zu Fragmentierung und Abspaltung fuhren

Reactively evaporated films of indium sulphide

Abstract: s-In2S3 films are prepared by reactively evaporating indium in an atmosphere of sulphur. X-ray diffraction studies show that the grains have no preferred orientation on the substrate surface. Film properties (surface smoothness, optical transmission, and refractive index) are optimized in the substrate temperature interval (425 ± 50) K and this is explained in terms of the concept of critical optimization of Vincett. Fundamental absorption starts at (2.01 ± 0.01) eV and the transition leading to this is a direct forbidden one. Charge carriers in the film are n-type and the activation energy for electronic conduction is (0.26 ± 0.02) eV. s-In2S3-Schichten werden mittels reaktivem Verdampfen von Indium in einer Schwefelatmosphare prapariert. Rontgenbeugungsuntersuchungen zeigen, das die Korner auf der Substratoberflache keine Vorzugsorientierung haben. Die Schichteigenschaften (Oberflachenglattheit, optische Durchlassigkeit und Brechungsindex) werden im Substrat-Temperaturbereich (425 ± 50) K optimiert und dies wird mit dem Konzept der kritischen Optimierung von Vincett erklart. Die Grundgitterabsorption beginnt bei (2,01 ± 0,01) eV und der dazu fuhrende ubergang ist ein direkter verbotener ubergang. Die Ladungstrager in der Schicht sind vom n-Typ und die Aktivierungsenergie fur Elektronenleitung betragt (0,26 ± 0,02) eV.

Influence of Mg doping and composition on the light‐induced charge transport in LiNbO3

Abstract: Light-induced charge transport properties of LiNb03 crystals containing Mg dopants as well as Fe ions in different valence states are studied to obtain quantitative information on the influence of Mg. Also investigated are LiNbO3:Fe crystals with different Li/Nb ratio. The experiments indicate that the photovoltaic effect is determined by the Fe2+ concentration only and depends very weakly on the Li/Nb ratio or Mg doping. The photoconductivity, however, is considerably increased by Mg dopants thus diminishing the light-induced refractive index changes. Lichtinduzierte Ladungstransporteigenschaften werden in LiNbO3-Kristallen mit Mg-Dotierungen und Fe-Ionen in verschiedenen Valenzzustanden untersucht, um quantitative Aussagen uber den Einflus von Mg zu erhalten. Bei den Messungen werden auch LiNbO3:Fe-Kristalle mit unterschiedlichem Li/Nb-Verhaltnis benutzt. Die Experimente zeigen, das der photovoltaische Effekt von der Fe2+-Konzentration bestimmt wird und nur ganz schwach vom Li/Nb-Verhaltnis oder von Mg-Zusatzen abhangt. Dagegen wachst die Photoleitung bei Mg-Dotierung betrachtlich an, und dadurch werden lichtinduzierte Brechungsindexanderungen entsprechend verkleinert.

Optical properties of amorphous thin films of MoO3 deposited by vacuum evaporation

Abstract: The absorption spectra of MoO3 amorphous thin films in the thickness range from 50 to 350 nm are studied as a function of thickness in the temperature range from 20 to 275°C. The validity of the Urbach rule is investigated and the related parameters are estimated. It is confirmed that absorption in these layers is due to non-direct transitions. A decrease in optical energy gap with annealing is reported. The analysis of optical absorption edge as a function of temperature is discussed with particular reference to amorphous molybdenum trioxide films. The decrease in the optical energy gap with increasing substrate temperature is reported and discussed in terms of current theory. Les absorption spectrales des couches minces de MoO3 avec leurs epaisseurs entre 50 et 350 nm etaient etudiees comme fonction de l'epaisseur. Pour les temperatures entre 20 et 275 °C, la validite de la regle d'Urbach etait etudiee et les parametres etaient calcules. On confirme que l'absorption optique dans les couches minces est contrǒlee par les transitions electroniques nondirectes dans l'espace k. Une decroissance du bandgap optique avec le traitement thermique est observee. L'analyse de la limite d'absorption comme fonction de la temperature est discutee avec le MoO3 comme exemple. La decroissance du bandgap optique avec l'elevation de la temperature est consideree avec l'emploi de la theorie recente.

Dislocation groups, multipoles, and friction stresses in α‐CuZn alloys

Abstract: Characteristic features of the dislocation structure developed in the first stage of deformation of single-glide oriented crystals of concentrated f.c.c. alloys like α-CuZn are extended multipoles in the primary slip planes. Their various configurations are explained by considering their formation in the case that the dislocations destroy part of the friction stress by cutting through the effective obstacles which in this alloy are assumed to be short-range ordered clusters. This obstacle destruction mechanism which should occur quite generally in concentrated alloys favours the-development of extended dislocation groups. It is shown that in this case the original value of the friction stress may well exceed the macroscopically measured critical resolved shear stress. Charakteristisches Merkmal der Versetzungsstruktur im Bereich I der Verformung von fur Einfachgleitung orientierten Einkristallen konzentrierter k.f.z.-Legierungen wie α-CuZn sind ausgedehnte Multipole auf den primaren Gleitebenen. Ihre verschiedenen Konfigurationen lassen sich aus ihrer Bildung dann erklaren, wenn die Versetzungen einen Teil der Reibungsspannung beim Durchschneiden der effektiven Hindernisse abbauen, die in dieser Legierung als nahgeordnete Cluster vermutet werden. Dieser Mechanismus des Hindernisabbaus, dez ganz allgemein in konzentrierten Legierungen auftreten sollte, begunstigt die Bildung groser Versetzungsgruppen. Es wird gezeigt, das in diesem Fall der ursprungliche Reibungsspannungswert dcutlich uber der makroskopisch gemessenen kritischen Schubspannung liegen kann.

TEM study of phases and domains in NaNbO3 at room temperature

Abstract: It is found with TEM that there is a new phase, called M phase, coexisting with the normal P and Q phases at room temperature. All kinds of ferroelectric domains in the Q phase and antiferroelectric domains in the P phase are observed. They are in good agreement with the results given by the symmetry theory on domains and domain wall orientations in the ordered phase. Translation domain walls (TDWs) are also observed in the P phase as well as in the Q phase. The translation vector was determined as [100]p (here p means pseudocubic unit cell). In addition, the effect of translation domain walls on electron diffraction is reported and interpreted theoretically. It is concluded that NaNbO3 (NN) is a heterogeneus system both in phases and in domains at room temperature. Mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie wird eine neue Phase (M-Phase) gefunden, die mit den normalen P- und Q-Phasen bei Raumtemperatur zusammen existiert. Es werden alle Arten ferroelektrischer Domanen in der Q-Phase und antiferroelektrischer Domanen in der P-Phase beobachtet. Sie befinden sich in guter Ubereinstimmung mit den Ergebnissen der Symmetrietheorie fur Domane und Domanenwandorientierungen in der geordneten Phase. Translationsdomanenwande werden sowohl in der P-Phase ais auch in der Q-Phase beobachtet. Der Translationsvektor wird zu [100]p (p bezeichnet die pseudokubische Einheitszelle) gefunden. Auserdem wird ein Einflus von Translationsdomanenwande auf die Elektronenbeugung beobachtet und theoretisch interpretiert. Es wird gefolgert, das NaNbO3 (NN) ein heterogenes System sowohl bezuglich der Phasen als auch der Domancn bei Raumtemperatur darstellt.

Investigations of the magnetic properties and demagnetization processes of an extremely high coercive Sm(Co, Cu, Fe, Zr)7.6 permanent magnet. I. Determination of intrinsic magnetic material parameters

Abstract: The intrinsic magnetic material parameters of the 2: 17 type matrix phase and the 1: 5 type precipitation phase in sintered multiphase Sm(Co0.68Cu0.08Fe0.22Zr0.02)7.6 permanent magnets are determined in the whole ferromagnetic temperature regime between 10 K and Tc = 1070 K. Magnetization curves measured parallel and perpendicular to the alignment axis are analysed taking into account the volume fractions of ferromagnetic phases, their magnetostatic interactions, and the angular distribution of grain axes. The influence of annealing treatments on the intrinsic magnetic properties of the relevant ferromagnetic phases are investigated. Die intrinsischen magnetischen Materialparameter der 2: 17 Matrixphase und der 1: 5 Ausscheidungsphase in gesinterten Mehrphasen-Sm (Co0,68Cu0,08Fe0,22Zr0,02)7,6-Permanentmagneten werden im gesamten ferromagnetischen Temperaturbereich zwischen 10 K und Tc = 1070 K bestimmt. Die parallel und senkrecht zur Ausrichtungsachse gemessenen Magnetisierungskurven werden unter Berucksichtigung der ferromagnetischen Volumenanteile, ihrer magnetostatischen Wechselwirkungen und der Winkelverteilung der Kornachsen analysiert. Der Einflus von Temperatugen auf die intrinsischen magnetischen Eigenschaften der relevanten ferromagnetischen Phasen wird untersucht.

Rod‐like defects in silicon: Coesite or hexagonal silicon?

Abstract: The crystallographic nature of rod-like defects in silicon, as observed by high resolution electron microscopy after low temperature annealings of high oxygen content Czochralski silicon, ion implantation, or electron irradiation is discussed. The interpretation of the HREM images of the rodlike defects is critically examined in view of the two models recently proposed in the literature, i.e., hexagonal silicon or coesite SiO2 precipitates. It is shown that the interpretation as hexagonal silicon instead of coesite precipitates is very favourable.

Electrical and optical properties of natural iron pyrite (FeS2)

Abstract: The optical and transport properties of naturally occurring mineral pyrite (FeS2) are measured with a view to determine Eg, the energy gap of this semiconductor and to determine the scattering mechanism in the low temperature region (80 and 270 K). Analysis of the optical absorption studies indicate pyrite to be an indirect band gap semiconductor in which a single phonon makes an important contribution in assisting this transition. Conductivity and Hall effect data in the intrinsic range yield a value of 0.92 eV at room temperature for the energy gap, in close agreement with the value obtained by optical absorption studies. The analysis of the conductivity and Hall effect data in the low temperature region for all the n-type samples indicates acoustic mode scattering to be an important scattering mechanism. The thermo-power measurements in this temperature region also independently suggest acoustic mode scattering to be operative in a majority of samples. The general behaviour of p-type samples of pyrite by the measurements or those in the literature points to complicated transport properties.

HREM investigations of defects in sintered YBa2Cu3O7-δ

Abstract: YBa2Cu3O7 is studied using high resolution electron microscopy. Examples of the following defects are given: a planar stacking fault with a (CuO)2 double layer in stead of a CuO layer; antiphase boundaries, characterized by a displacement of c/3, whereby the APB plane is (103) or (101); edge dislocations with Burgers vectors of a[010], a[001], and (a/2) + b/2[001]; [100] 90° rotation twins; (110) mirror twins; and oxygen vacancy ordering. The possible implications of these defects on the superconducting properties are discussed. YBa2Cu3O7 wird mittels hochauflosender Elektronenmikroskopie untersucht. Beispiele fur folgende Defekte werden gegeben: ein ebener Stapelfehler mit einer (CuO)2-Doppelschicht anstatt einer CuO-Schicht, Antiphasengrenzen, die durch eine Verschiebung von c/3 charakterisiert sind, wobei die APB-Ebene (103) oder (101) ist, Stufenversetzungen mit Burgersvektoren a[010], a[001] und (a/2) + b/2[001], [100] 90° Rotationszwillinge, (110) Spiegelzwillinge sowie Sauerstoffleerstellenordnung. Die moglichen Folgen dieser Defekte auf die Supraleitungseigenschaften werden diskutiert.

Structure and optical properties of MoO3 thin films prepared by chemical vapor deposition

Abstract: The structure and optical properties of polycrystalline MoO3 thin films prepared by annealing of black molybdenum layers produced by chemical vapor deposition on fused quartz substrates are determined. Three different modes of annealing are used. X-ray diffraction spectra reveal that all the films consist of MoO3 crystallized in orthorhombic form. The optical indices (n and k), the optical gap, the thickness, and the density of the films are determined. All these parameters vary as a function of the annealing conditions and film thickness. The values determined for the optical constants and the film densities are in agreement with the results found in the literature. Electrochromism is observed in these compounds. Struktur und optische Eigenschaften von polykristallinen dunnen MoO3-Schichten werden bestimmt, die durch Temperung von schwarzen Molybdanschichten nach der chemischen Abscheidung aus der Dampfphase auf Quarzglassubstrate erhalten werden. Drei verschiedene Ausheilmethoden werden benutzt. Rontgenbeugungsspektren zeigen, das alle Schichten aus MoO3 bestehen, das in orthorhombischer Form kristallisiert ist. Die optischen Indizes (n und k), die optische Bandlucke, die Dicke und Dichte der Schichten werden bestimmt. Alle diese Parameter andern sich als Funktion der Temperungsbedingungen und der Schichtdicke. Die fur die optischen Konstanten bestimmten Werte und die Schichtdichten sind in Ubereinstimmung mit Ergebnissen aus der Literatur. In diesen Verbindungen wird auch Elektrochromismus beobachtet.

Electrical and optical properties of n- and p-type CuInTe2

Abstract: The electrical properties between 80 and 300 K and the optical absorption at room temperature of both n- and p-type CuInTe2 are studied. The n-type sample is obtained by annealing p-type CuInTe2 in the presence of indium for a prolonged period of time. The p-type samples are grown by programmed directional freezing technique with slight excess of indium in the stoichiometry. Two defect levels with ED = 58 meV and EA around 15 meV are identified from the analysis of the temperature dependence of the carrier concentration. The origin of these levels, consistent with the covalent bonding model, is attributed to InCu and VTe, respectively. From a theoretical fit to the experimental data, the density of states effective mass of the electrons is found to be m = 0.16me. The estimated values of the conduction and valence-band deformation potentials are in agreement with the general trend observed in other I–III–VI2 compounds. Using the model proposed for the band-gap shrinkage, the energy gap of n-type CuInTe2 in the dilute limit is calculated to be 1.026 eV. On a etudie les proprietes electriques entre 80 et 300 K, et l'absorption optique a temperature ambiante de CuInTe2 type n et type p. L'echantillon type n a ete obtenu par recuit et celuit type p par mise en presence de l'Indium durant une periode de temps prolonge. On a fait croǐtre les echantillons type p par la technique de refroidissement directionnel programme avec un leger exces d'Indium dans la stoechiometrie. Par l'analyse de la dependance de la temperature de concentration des porteurs, on a identifie deux niveaux de defauts avec ED = 58 meV et EA environ 15 meV. L'origine de ces niveaux, compatible avec le modele de liaison covalente, est attribue it a InCu et a VTe, respectivement. Apres un ajustement theorique aux donnees experimentales, la densite des etats de la masse effective des electrons est de m★ = 0,16me. Les valeurs estimees des potentiels de deformation des bandes de conduction et de valence sont en accord avec la tendance generale observee dans les composes I–III–VI2. En utilisant le modele propose pour la contraction de la bande du gap, le resultat de gap d'energie de CuInTe2 type n dans la limite diluee est de 1,026 eV.

Dislocations in BaTiO3 ceramics

Abstract: Bulk dislocations in cubic and tetragonal BaTiO3 are analysed by TEM. Dislocations with Burgers vectors of the type b = a{100} lying along {010} directions are found in stoichiometric material whereas 72° dislocations are predominant in non stoichiometric material. Stacking faults (extended compositional defects in this structure) are observed on {100} planes. Their role in (TiO2)-non stoichiometry is discussed. The dislocation contrast is analysed by image matching for both the cubic and the piezoelectric tetragonal phase. The difference in strong-beam image contrast is so small that it would not be detectable experimentally.

TiAl2: A reentrant phase in the TiAl system

Abstract: The domain of stability and the structures of the TiAl2 phases are studied by conventional and high resolution electron microscopy. Like the Ti1+xAl3−x LPAPB structures, the TiAl2 structures are ordered on a f.c.c. lattice and present along a cube axis (c axis) a long period modulation which is a composition modulation and/or a conservative antiphase boundaries (APB) modulation. In the case of the TiAl2 phases, the modulation of composition is fixed and is such that the stacking sequence of the (001) atomic planes is: TiAl, TiAl, Al. On this modulation an APB modulation is superimposed which determines the relative positions of the Ti atoms in the successive TiAl planes. It is shown that the period of this latter modulation is temperature dependent, according to a very particular scheme: a first structure TiAl2I is stable in two different temperature ranges – one at low temperature (T 1250 °C). In between, an other structure, TiAl2II, is stabilized and its periodicity is twice that of TiAl2I. Owing to this striking feature, the TiAl2I structure is then a reentrant structure. Mittels konventioneller und hochauflosender Elektronenmikroskopie werden der Stabilitatsbereich und die Strukturen der TiAl2-Phasen untersucht. Wie bei den Ti1+xAl3−x-LPAPB-Strukturen sind die TiAl2 Strukturen in einem k.f.z.-Gitter geordnet und zeigen in Richtung einer kubsichen Achse (c-Achse) eine langperiodische Modulation, die eine Zusammensetzungsmodulation und/oder eine konservative Antiphasengrenzen(APB)-Modulation darstellt. Im Falle der TiAl2-Phasen ist die Modulation der Zusammensetzung fixiert und so, das die Stapelfolge der (001)-Atomebenen: TiAl, TiAl, Al ist. Auf dieser Modulation ist eine APB-Modulation uberlagert, die die relative Lage der Ti-Atome in den sukzessiven TiAl-Ebenen bestimmt. Es wird gezeigt, das die Periode dieser letzteren Modulation temperaturabhangig ist, entsprechend einem sehr speziellen Schema: eine erste Struktur TiAl2I ist stabil in zwei verschiedenen Temperaturbereichen – eine bei niedrigen Temperaturen (T 1250 °C). Dazwischen ist eine andere Struktur, TiAl2II stabil und seine Periodizitat ist zweimal der von TiAl2I. Infolge dieser deutlichen Hinweise ist die TiAl2I-Struktur dann eine reentrante Struktur.

Phase relations and the effects of ordering in (AgIn)1−xMn2xTe2 and (CuIn)1−zMn2zTe2 alloys

Abstract: Polycrystalline samples of the semimagnetic semiconductor alloys (AgIn)1−zMn2zTe2 and (CuIn)1−zMn2zTe2 are used in lattice parameter, optical energy gap E0, and differential thermal analysis (DTA) measurements. The results indicate that in both, the zinc blende and chalcopyrite ranges of composition, ordering of the manganese can occur at lower temperatures, and a combination of the results is used to delineate the composition and temperature ranges in which disordered α and ordered α′ chalcopyrite and disordered s and ordered β′ zinc blende is the equilibrium structure. It is shown that while the manganese ordering has little effect on the lattice parameter, it has appreciable effect on the values of E0. This is demonstrated by the different aiming points at z = 1.0 for the E0 vs. z lines in the different fields, the values being 2.8 eV for β, 1.95 eV for β′, and 1.35 eV for α′. Polykristalline Proben der semimagnetischen Halbleiterlegierungen (AgIn)1−zMn2zTe2 und (CuIn)1−zMn2zTe2 werden fur Messungen der Gitterparameter, optischen Bandlucken E0 und differentiellen Thermoanalyse (DTA) benutzt. Die Ergebnisse zeigen, das sowohl im Zinkblende- als auch im Chalkopyrit-Bereich der Zusammensetzung die Ordnung des Mangans bei tieferen Temperaturen auftritt, und eine Kombination der Ergebnisse wird benutzt, die Zusammensetzungs-und Temperaturbereiche zu zeichnen, in denen fehlgeordnetes α- und geordnetes α′-Chalkopyrit und fehlgeordnete β- und geordnete β′-Zinkblende die Gleichgewichtsstrukutren sind. Wahrend der Manganordnungsprozes nur einen geringen Einflus auf den Gitterparameter hat, wird gezeigt, das er einen wesentlichen Einflus auf die Werte von E0 hat. Dies wird durch die verschiedenen Zielpunkte bei z = 1,0 fur die E0–z-Linien in den verschiedenen Feldern demonstriert, wobei die Werte 2,8 eV fur β, 1,95 eV fur β′ und 1,35 eV fur α′ betragen.

Effects of heat treatment on the optical and structural properties of InSe thin films

Abstract: Thin films of indium selenide of different thicknesses are deposited on glass substrate by vacuum evaporation. The optical gaps (E) are determined from the absorption spectra of as-deposited InSe films. The value of E of a-InSe films is found to increase with the thickness of the films. The InSe films are heat treated at different elevated temperatures from 423 to 573 K. The values of optical gaps E of InSe films are also found to increase with temperature of heat treatment. The effect of thickness and temperature of heat treatment on the optical gap (E) of the film is interpreted in terms of the density of state model of Mott and Davis. The valence band density of states of a-InSe films is calculated from the optical absorption data. The variation of valence band density of states with temperature of heat treatment is observed in the case of a-InSe films. X-ray diffraction spectra are taken for both, as-deposited and heat treated InSe films. A radial distribution function (RDF) analysis of X-ray diffraction (XRD) spectra is made to get an insight into the structural information of the specimens. From the results related to RDFs of the specimens it is shown that in case of InSe a transition from the amorphous to the crystalline state takes place at 573 K. Mittels Vakuumaufdampfung werden dunne Schichten von Indiumselenid verschiedener Dicke auf Glassubstraten aufgebracht. Die optischen Bandlucken (E) werden aus dem Absorptionsspektrum der InSe-Schichten unmittelbar nach der Abscheidung bestimmt. Der Wert E der a-InSe-Schicht nimmt mit der Dicke der Schichten zu. Die InSe-Schichten werden bei verschiedenen erhohten Temperaturen zwischen 423 und 573 K getempert. Die Werte der optischen Bandlucken E der InSe-Schichten nehmen mit der Temperatur der Warmebehandlung ebenfalls zu. Der Einflus der Dicke und der Temperatur der Warmebehandlung auf die optische Bandlucke (E) der Schicht wird mit dem Modell der Zustandsdichte von Mott und Davis erklart. Die Zustandsdichte des Valenzbandes der a-InSe-Schichten wird aus den optischen Absorptionswerten berechnet. Eine Anderung der Valenzbandzustandsdichte mit der Temperatur der Warmebehandlung wird im Falle der a-InSe-Schichten beobachtet. Rontgenbeugungsspektren werden sowohl fur InSe-Schichten unmittelbar nach dem Abscheiden als auch fur getemperte Proben aufgenommen. Eine Analyse der radialen Verteilungsfunktin (RDF) der Rontgenbeugungsspektren (XRD) wird durchgefuhrt, um strukturelle Informationen uber die Proben zu erhalten. Aus den mit RDF verbundenen Ergebnissen wird gefunden, das im Falle des InSe ein Ubergang vom amorphen zum kristallinen Zustand bei 573 K eintritt.

Investigations of the magnetic properties and demagnetization processes of an extremely high coercive Sm (Co, Cu, Fe, Zr)7.6 permanent magnet II. The coercivity mechanism

Abstract: The magnetic hysteresis loops for sintered multiphase Sm(Co0.68Cu0.08–Fe0.22Zr0.02)7.6 permanent magnets are investigated in the whole ferromagnetic temperature range between 10 K and Tc=1070 K. The measured temperature and field dependence of the coercive field is analysed within the framework of theoretical results for pinning fields of different magnetic phases. The influence of annealing treatments on the coercive field is compared with the intrinsic magnetic properties of the appearing ferromagnetic phases of 2:17 and 1:5 type. It is concluded that in the whole ferromagnetic temperature range nucleation of reversed domains and pinning of domain walls simultaneously occurs in the 1:5 type precipitation structure. For a quantitative interpretation of the coercive field a consideration of gradients of the magnetic material parameters inside coherent phase boundaries is necessary. A phenomenological model for phase boundaries is presented which qualitatively explains the measured hysteresis loops and coercive fields. Magnetische Hystereseschleifen werden fur gesinterte Mehrphasen-Sm(Co0.68Cu0.08–Fe0.22Zr0.02)7.6 Permanentmagnete im gesamten ferromagnetischen Temperaturbereich zwischen 10 K und Tc = 1070 K untersucht. Die gemessene Temperatur- und Feldabhangigkeit des Koerzitivfeldes wird im Rahmen der theoretischen Ergebnisse fur Pinningfelder verschiedener magnetischer Phasen analysiert. Der Einflus einer Anlasbehandlung auf das Koerzitivfeld wird mit den intrinsischen magnetischen Eigenschaften der real auftretenden ferromagnetischen Phasen vom 2:17- und 1:5-Typ verglichen. Es wird angenommen, das im gesamten ferromagnetischen Temperaturbereich Keimbildung von inversen Domanen und Pinning von Domanenwanden simultan in der 1:5-Typ-Ausscheidungsstruktur auftritt. Fur eine quantitative Interpretation des Koerzitivfeldes ist eine Betrachtung der Gradienten der Materialparameter innerhalb der koharenten Phasengrenzen notwendig. Ein phanomenologisches Modoll der Phasengrenzen wird angegeben, das die gemessenen Hystereseschleifen und Koerzitivfelder qualitativ erklart.

A new octagonal quasicrystal and related crystalline phases in rapidly solidified mn4si

Abstract: The microstructure of a rapidly solidified Mn4Si alloy is studied by electron diffraction and high resolution lattice imaging. A new two-dimensional octagonal quasicrystal is found together with 45° microdomains of s-Mn, similar to the case of CrNiSi and VNiSi reported earlier. In addition, an ordered Mn3Si and a metastable Mn12Si5 also occur and the close structural relationship between them is discussed.

On twin and stacking fault formation during the epitaxial film growth of f.c.c. materials on (111) substrates

Abstract: The formation of twins and stacking faults due to double positioning is investigated by analysing the homoepitaxial and pseudomorphic film growth, respectively, of Ag, Au, and AuAg alloys on Ag(111). Special imaging techniques of TEM are employed to study formation, spread, and stacking sequence of individual 2D islands. The investigations reveal the particularities of the atomic interaction between film and substrate material and the governing mechanism of film growth (spontaneous 2D nucleation or step spreading, respectively) as the most essential factors determining twin and stacking fault formation. Die durch Doppelpositionierung bedingte Bildung von Zwillingen und Stapelfehlern wird fur das homoepitaktische bzw. pseudomorphe Schichtwachstum von Ag, Au und AuAg-Legierungen auf Ag(111)-Oberflachen untersucht. Mit Hilfe spezieller TEM-Abbildungsverfahren werden Entstehung, Ausbreitung und Stapellage von 2D-Keimen bzw. -Inseln studiert. Es zeigt sich, das fur das Auftreten der Zwillinge und Stapelfehler insbesondere die Spezifik der atomaren Wechselwirkung zwischen Film- und Substratmaterial sowie der vorherrschende Mechanismus der Schichtbildung (spontane 2D-Keimbildung oder Stufenwachstum) entscheidend sind.

Magnetic structure of the orthosilicates Mn2SiO4 and Co2SiO4

Abstract: The antiferromagnetic structure of the orthosilicates Mn2SiO4 (tephroite) and Co2SiO4 is determined on synthetic single crystals by neutron diffraction. In Mn2SiO4 the magnetic moments on the crystallographic M2-site are aligned almost parallel to the a-axis (space group Pnma). On the Ml-site the spin arrangement is collinear and nearly parallel to a below TN = 47.1(1) K but pronounced canting away from the crystallographic axes is confirmed below about 20 K. The magnetic moments in the two crystallographic sites are significantly different at all temperatures below TN with smaller moments on Ml, and at 2 K both moments are smaller than the spin-only value of 5μB. In Co2SiO1 the moments on M2 are parallel to the b-axis whereas on Ml they are canted for the whole temperature range below the transition temperature (TN = 49.5(1) K) in contrast to results from earlier neutron powder diffraction measurements. The magnetic moments on both sites are only slightly different and exceed the spin-only value as a result of orbital contribution. Die antiferromagnetische Struktur der Orthosilikate Mn2SiO4 (Tephroit) und Co2SiO4 wird durch Neutronenbeugung an synthetischen Einkristallen bestimmt. In Mn2SiO4 sind die magnetischen Momente der kristallographischen M2-Position nahezu parallel zur a-Achse ausgerichtet (Raumgruppe Pnma). Auf der Ml-Position ist die Spinstruktur kollinear und annahernd parallel zu a unterhalb von TN = 47,1(1) K, aber eine ausgepragte Spinkantung weg von den kristallographischen Achsen wird fur Temperaturen unterhalb von 20 K bestatigt. Die magnetischen Momente der beiden kristallographischen Lagen sind deutlich verschieden fur alle Temperaturen unterhalb von Tx, wobei Ml das wesentlich kleinere Moment aufweist. Bei 2 K sind beide Momente gegenuber dem Wert des reinen Spinmagnetismus reduziert. In Co2SiO4 sind die Momente der M2-Position parallel zu b, wahrend fur Ml im gesamten Temperaturbereich unterhalb der Ordnungstemperatur (TN = 49,5(1) K) ein Kantungswinkel mit den kristallographischen Achsen beobachtet wird. Dieses Ergebnis steht im Gegensatz zu fruheren Beobachtungen an Neutronenpulverdaten. Die magnetischen Momente beider Lagen unterscheiden sich nur wenig und sind groser als die Werte des Spinmagnetismus, was auf einen Bahnanteil hindeutet.

Anomaly in the magnetic properties of the YCo4B compound

Abstract: Spin reorientation observed in the YCo4B compound at 145 K in which the magnetic moment rotates from the c-axis to the basal plane on decreasing temperature is reported. A preliminary crystal field calculation reveals that the negative anisotropy of 6i site in YCo4B is large and responsible for the basal plane anisotropy of the compound at low temperature. The competition between this negative contribution to anisotropy and the positive one from the Co ion on the 2c site may be the reason of the observed spin reorientation. [Russian Text Ignored].

Phase transitions in Cs2CdI4 single crystals

Abstract: Cs2CdI4 crystals are grown from the melt (A) and from water solution (B). Optic, dielectric, X-ray, and calorimetric investigations are carried out. Crystal A shows three phase transitions at 332.3, 259.6, and 183.4 K with following sequence of phases: commensurate orthorhombic of β-K2SO4 type (a0 = 1.074, b0 = 0.8458, c = 1.4852 nm) incommensurate monoclinic ferroelastic (P21n) triclinic ferroelastic (P1). The B-crystal belongs to monocline symmetry (P21/m) and undergoes transformation into the orthorhombic phase of β-K2SO4 type at ≈ 420 K. [Russian Text Ignored].

Internal friction transitory effects associated with martensitic transformation in NiTi alloys

Abstract: Low-frequency (≈ 1 Hz) internal friction associated with the martensitic transformation in NiTi, is systematically investigated under diverse heating and cooling rates T. The main contribution to the internal friction is due to transistory phenomena which decrease to zero with T. It is shown that the transitory internal friction does not depend linearly on the T heating or cooling rate, as it was predicted by the classical theories. Le frottement interieur basse frequence (≈ 1 Hz) associe a la transformation martensitique du NiTi a ete mesure systetiquement sous diverses vitesses de chauffage ou de refroidissement T. La plus grande contribution au frottement interieur est due a des phenomenes transitories qui s'annulent lorsque la vitesse T tend vers zero. On montre que le frottement interieur transitorie n'cst pas une fonction lineire de la vitesse T comme cela etait predit par la theorie classique.

Computer simulation of the early stages of ordering in NiMo alloys

Abstract: The nature of the short range ordered (SRO) state and the mechanism of evolution of the long range ordered (LRO) structure in the NiMo system are subjects of considerable controversy. Attempts are made to simulate the state of SRO and the transitional states between SRO and LRO at the atomistic level. The two descriptions of the SRO state, namely, the concentration wave model and the cluster model are discussed in the light of the results of the present simulation. Die Natur des nahgeordneten (SRO) Zustandes und der Mechanismus der Entwicklung von ferngeordneten (LRO) Strukturen im System NiMo sind derzeit Gegenstand einer Kontroverse. Es wird ein Versuch unternommen, auf atomistischer Ebene den Nahordnungszustand und die Ubergangszustande zu simulieren, die beim Ubergang von Nahordnung zur Fernordnung auftreten konnen. Elektronenbeugungsdiagramme werden berechnet und mit experimentellen Aufnahmen verglichen. Zwei Beschreibungen des nahgeordneten Zustandes, namlich das Konzentrationswellen-Modell und das Cluster-Modell, werden im Rahmen der Ergebnisse dieser Untersuchungen diskutiert.

The observation of in situ and ex situ oxidation processes for ZnTe surfaces by high‐resolution electron microscopy

Abstract: The oxidation of ZnTe surfaces, both in situ and ex situ, is studied by high-resolution electron microscopy. The in situ oxidation is induced by the incident electron beam inside the microscope column, and the process is followed in real time by atomic-resolution electron microscopy. The ex situ oxidation studies involve heating ZnTe crystals up to 260 °C in air for various periods, with subsequent observation by electron microscopy. In both cases, optical diffractograms are used to identify the phases present in the surface layers, using the lattice spacings of bulk ZnTe as an internal reference. For in situ oxidation, the oxidation sequence involved amorphization of the ZnTe crystal as Te is removed by a non-thermal electron stimulated process, with subsequent formation of hexagonal ZnO by oxygen diffusion into the sample. In ex situ oxidation, the main phases present are crystals of ZnO and Te metal, which usually give rise to layered surface regions, in the sequence ZnTe/Te/ZnO, with the large crystals (up to 100 nm) of Te in an epitaxial relationship with the bulk ZnTe and the small ZnO crystals (5 nm) in random orientations. This process involves the diffusion of Zn from the bulk ZnTe to the surface followed by reaction with oxygen in air to form ZnO. Mittels hochauflosender Elektronenmikroskopie wird die Oxydation von ZnTe-Oberflachen, sowohl in-situ als auch ex-situ, untersucht. Die in -situ-Oxydation wird durch den einfallenden Elektronenstrahl in der Mikroskopsaule induziert, und der Prozes wird in Realzeit durch atomar aufgeloste Elektronenmikroskopie verfolgt. Die ex-situ-Oxydationsuntersuchungen beinhalten die Aufheizung von ZnTe-Kristallen bis zu 260 °C in Luft mit verschiedenen Zeitdauern und nachfolgender Beobachtung durch Elektronenikroskopie. In beiden Fallen werden optische Beugungsdiagramme benutzt, um die in den Oberflachenschichten vorhandenen Phasen zu identifizieren, wobei die Gitterabstande von Volumen-ZnTe als inneres Bezugsmas benutzt werden. Bei der in-situ-Oxydation schliest die Oxydationsfolge die Amorphisierung des ZnTe-Kristalls ein, wobei Te durch einen nicht-thermischen elektronenstimulierten Prozes entfernt wird, mit nachfolgender Bildung von hexagonalem ZnO durch Sauerstoffdiffusion in die Probe. In der ex-situ-Oxydation sind die beteiligten Hauptphasen Kristalle von ZnO und Te-Metall, was gewohnlich Anlas zu geschichteten Oberflachenbereichen gibt mit der Folge ZnTe/Te/ZnO, mit grosen Te-Kristallen (bis zu 100 nm) in einer epitaktischen Beziehung mit Volumen-ZnTe und kleinen ZnO-Kristallen (5 nm) in statistischer Orientierung. Dieser Prozes schliest die Diffusion von Zn aus dem ZnTe-Volumen zur Oberflache gefolgt von einer Reaktion mit Sauerstoff der Luft zur Bildung von ZnO ein.

Effect of short-range order on the temperature dependence of plastic flow in α-brasses

Abstract: The temperature dependence of the yield-stress of mono- and poly-crystalline α-brasses containing 5 to 35 at% zinc in the range 4 to 300 K is analysed in terms of the kink-pair model of solid-solution hardening. The parameter W0 in the theoretical relation τ = τo exp (–mkT/W0), where m is a constant equal to about 25, is evaluated for each composition of brasses from the slope of the ln τ/T-line drawn through data points. A peak is observed at about 27 at% zinc in the correlation of W0 with solute concentration c. The decrease in the value of W0 with increase in c beyond 27 at% zinc seems to be associated with short-range order in the vicinity of dislocation cores. Mit dem Knotenpaarmodell der Mischkristallhartung wird die Temperaturabhangigkeit der Fliesspannung von ein- und polykristallinem α-Messing mit 5 bis 35 at% Zink im Bereich von 4 bis 300 K analysiert. Der Parameter W0 in der theoretischen Beziehung τ = τo exp (–mkT/W0), wobei m eine Konstante ist (≈ 25), wird fur jede Messingzusammensetzung aus dem Anstieg der ln τ/T-Kurve durch die Mespunkte berechnet. Ein Maximum wird bei etwa 27 at% Zink in der Korrelation von W0 mit der Konzentration c beobachtet. Der Abfall von W0 mit dem Anstieg von c oberhalb 27 at% Zink scheint mit der Nahordnung in der Nahe von Versetzungskernen verknupft zu sein.

Segregation and sputter effects on perfectly smooth (111) and (100) surfaces of AuAg alloys studied by AES

Abstract: Epitaxial Au-Ag alloy films of (111) and (100) orientation are prepared on Ag substrates for an AES study of the surface composition occurring after annealing and Ar ion sputtering. To characterize microtopography and structure of the alloy surfaces supplementary measurements are carried out by TEM and LEED. A correct quantitative AES analysis is guaranteed via extensive calibration experiments. In cases of (111) surfaces the analysis gives clear evidence of Ag segregation during annealing and of Ag depletion during sputtering, respectively. In cases of (100) surfaces, however, no unambiguous quantitative proof of the effects is possible since the surface structure changes with the concentration which probably influences both, surface composition and parameters of Auger emission. Zur AES-Untersuchung von Segregations- und Sputtereffekten in Legierungsoberflachen werden epitaktische Au-Ag-Legierungsschichten mit (111)- und (100)-Orientierung auf Ag-Substrat prapariert. Morphologie und Struktur der Oberflachen werden mit TEM und LEED bestimmt. Aufwendige Kalibrierungsexperimente ermoglichen eine quantitative Auswertung der AES-Mes-sungen. Im Falle von (111)-orientierten Proben last sich eindeutig nachweisen, das sich in der Oberflache beim Tempern Ag, beim Sputtern dagegen Au anreichert. Bei (100)-orientierten Proben ist allerdings eine sichere Analyse nicht durchzufuhren, da hier die Oberflachenstruktur mit der Konzentration variiert, wodurch die Oberflachenkonzentrationen und wahrscheinlich auch die Augeremissionsparameter verandert werden.

Symmetry factor and order of kinetics in thermally stimulated luminescence

Abstract: The symmetry factor μg(x) of a thermally stimulated luminescence peak is an important parameter in the sense that once it is known for a particular value of fractional intensity x, it is possible to estimate the order of kinetics 6. At present in the literature a graphical picture of dependence of μg (0.5) on the order of kinetics b exists which is the basis for many experimentalists to determine the order of kinetics. The fact is pointed out that for a given value of b, μg(x) is not unique, a point overlooked by some workers. In addition the mathematical details are given based on which it is possible to calculate μg(x) for any value of × for any order of kinetics. Der Symmetriefaktor μg(x) eines thermisch stimulierten Lumineszenzmaximums ist ein wesentlicher Parameter in dem Sinne, das, wenn er fur einen bestimmten Wert der Anteilenergie × bekannt is, es moglich ist, die Ordnung b der Kinetik zu bestimmen. Gegenwartig existiert in der Literatur ein graphisches Bild der Abhangigkeit μg (0,5) von der Ordnung b der Kinetik, die die Grundlage fur viele Experimentatoren zur Bestimmung der Kinetikordnung bildet. Es wird der Fakt aufgezeigt, das fur einen gegebenen Wert von b, μg(x) nicht eindeutig ist, ein Punkt, der von einigen Autoren ubersehen wird. Zusatzlich werden mathematische Details angegeben, auf deren Grundlage es moglich ist, μg(x) fur einen beliebigen Wert von × fur jede Kinetikordnung zu berechnen.