O espalhamento de nêutrons de alta energia é uma ferramenta poderosa em espectroscopia, permitindo aos pesquisadores investigar as propriedades físicas e químicas de muitos materiais diferentes.



É especialmente adequado para estudar as estruturas densas e complexas de compostos intermetálicos de ferro-lantanídeo, como o célebre Nd₂ Fe₁₄ B. Até agora, porém, os investigadores ainda não descobriram como sondar as valiosas propriedades magnéticas do material utilizando a dispersão de neutrões.

Num novo estudo publicado no The European Physical Journal Plus , Michael Kuz'min da Universidade de Aix-Marseille, juntamente com Manuel Richter do Leibniz IFW Dresden, apresentam uma correção à técnica que poderia ser usada para determinar o 'campo de troca' do Nd:um importante indicador de suas propriedades magnéticas.

A abordagem da dupla pode ajudar os pesquisadores a compreender melhor as origens da alta resistência à desmagnetização dos compostos de neodímio, crucial para seu uso como ímãs permanentes, indispensáveis ​​para turbinas eólicas, carros elétricos e robôs.

O campo de troca de um metal mede o grau de alinhamento entre os spins quânticos dos seus átomos vizinhos, que está fortemente ligado à força do seu magnetismo. Pode ser determinado medindo a diferença entre duas quantidades principais.

A primeira delas é a energia de transição necessária para que os elétrons em órbita se movam entre 'múltiplos':níveis de energia estreitamente espaçados associados às estruturas eletrônicas dos átomos de Nd. Em segundo lugar, a divisão spin-órbita descreve a interação entre os momentos angulares regulares do spin dos elétrons e sua órbita em torno de seus átomos.

Para medições do campo de troca de Nd, surgem desafios, uma vez que ambas as quantidades são afetadas por campos elétricos gerados pelo arranjo de íons que circundam os átomos de Nd na rede cristalina, o que interfere nas interações mútuas entre seus elétrons em órbita.

Em seu estudo, Kuz'min e Richter propõem um novo conjunto de fórmulas para corrigir a influência deste campo elétrico. Ao aplicar essas correções às suas observações, a dupla espera que os pesquisadores em experimentos futuros possam estar em melhor posição para explorar e explorar as propriedades magnéticas do metal usando espectroscopia de nêutrons.

Mais informações: Michael D. Kuz'min et al, Campos de troca de lantanídeos e transições intermultipletas em materiais de ímã permanente, The European Physical Journal Plus (2023). DOI:10.1140/epjp/s13360-023-04449-5
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