thumb|Komórka elementarna fazy Heuslera typu Cu2MnAl mały|Komórka elementarna fazy Heuslera typu MgAgAs mały|Komórka elementarna fazy Heuslera typu Hg2CuTi mały|Komórka elementarna fazy Heuslera typu LiMgPdSn Stopy Heuslera (fazy Heuslera) – grupa związków chemicznych i stopów o ogólnym wzorze X2YZ (gdzie X i Y to atomy z grupy pobocznej (metale przejściowe, ziemie rzadkie), a Z to atom z grupy głównej), krystalizujących w układzie regularnym ściennie centrowanym (fcc, grupa przestrzenna Fm3m, nr 225). Fazy Heuslera mają wiele interesujących właściwości fizycznych z aplikacyjnego punktu widzenia. Nazwa materiałów pochodzi od nazwiska niemieckiego uczonego (1866–1947), który opisał tego typu układy w 1903 roku .
Typy/struktura Wśród faz Heuslera można wyróżnić cztery różne podstruktury: tzw. cały Heusler (ang. full-Heusler) – struktura typu Cu2MnAl o stechiometrii 2:1:1 (X2YZ), grupa przestrzenna Fm3m, nr 225. tzw. pół-Heusler (ang. half-Heusler) – struktura typu MgAgAs o stechiometrii 1:1:1 (XYZ), grupa przestrzenna F43m, nr 216. W tej fazie atomy znajdują się na pozycjach: X: 4a (0,0,0), Y: 4b (1/2,1/2,1/2), Z: 4c (1/4,1/4,1/4). Dla tej fazy reguły związane z ilością elektronów walencyjnych są inne. Np. właściwości półprzewodnikowe obserwuje się dla związków z 8 lub 18 elektronami walencyjnymi . tzw. odwrócony Heusler (ang. inverse Heusler) – struktura typu Hg2CuTi o stechiometrii 2:1:1 (X2YZ), grupa przestrzenna F43m, nr 216. W tej fazie atomy znajdują się na pozycjach: X: 4a (0,0,0) i 4d (3/4, 3/4, 3/4), Y: 4b (1/2,1/2,1/2), Z: 4c (1/4,1/4,1/4). tzw. czteroskładnikowy Heusler (ang. quaternary Heusler) – struktura typu LiMgPdSn o stechiometrii 1:1:1:1 (XX′YZ), grupa przestrzenna F43m, nr 216. W tej strukturze atomy zajmują następujące pozycje: X: 4a(0,0,0), X': 4b(1/2,1/2,1/2), Y: 4c(1/4,1/4,1/4), Z: 4d(3/4, 3/4, 3/4).
Właściwości fizyczne Cechą wspólną wszystkich faz Heuslera jest ich struktura krystalograficzna, którą można opisać jak cztery przenikające się sieci fcc. Atomy X znajdują się na pozycji 8c (1/4,1/4,1/4), atomy Y są w zlokalizowane na pozycji 4a (0,0,0), a atomy Z na 4b (1/2,1/2,1/2). Właściwości fizyczne faz Heuslera zależą od składu chemicznego i od ilość elektronów walencyjnych przypadających na jednostkę formuły . W zależności od składu chemicznego w fazach Heuslera można obserwować wiele różnych zjawisk i efektów fizycznych: ferromagnetyzm (np. Cu2MnAl), ferrimagnetyzm (np. Mn2VAl), antyferromagnetyzm (np. CuMnSb ), nadprzewodnictwo (np. Pd2HfAl), dla związków z 27 elektronami walencyjnymi, duży magnetoopór, półprzewodniki, dla związków z 24 elektronami walencyjnymi, pamięć kształtu (ang. shape memory alloys), pół-metaliczne ferromagnetyki (ang. half-metallic ferromagnets), duży współczynnik termosiły (zjawisko termoelektryczne) (np. TiNiSn), izolator topologiczny (np. LuPtSb), efekt piezoelektryczny , duży efekt magnetokaloryczny w pobliżu temperatury pokojowej (np. Ni2MnGa), dobre właściwości katalityczne.
Właściwości fizyczne stopów Heuslera można modyfikować poprzez zmianę składu chemicznego.
Przykłady stopów Heuslera Do faz Heuslera zalicza się ponad 1500 związków i stopów, np.: Cu2MnAl, Cu2MnIn, Cu2MnSn Ni2MnAl, Ni2MnIn, Ni2MnSn, Ni2MnSb, Ni2MnGa Co2MnAl, Co2MnSi, Co2MnGa, Co2MnGe, Co2NiGa Pd2MnAl, Pd2MnIn, Pd2MnSn, Pd2MnSb, Pd2ErSb, Pd2HoSb Co2FeSi, Co2FeAl, Co2FeGe Fe2VAl, Fe2MnGa Mn2VGa
Przypisy
Linki zewnętrzne http://heusleralloys.mint.ua.edu/ http://heuslers.intibs.pl/
Kategoria:Stopy Kategoria:Półprzewodniki Kategoria:Spintronika