清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

A thermodynamic explanation of the Invar effect

因瓦 热膨胀 凝聚态物理 声子 物理 磁性 负热膨胀 旋转 自旋(空气动力学) 热力学
作者
S. H. Lohaus,Matthew Heine,P. Guzman,C. M. Bernal-Choban,C. N. Saunders,Guoyin Shen,Olle Hellman,David Broido,Brent Fultz
出处
期刊:Nature Physics [Springer Nature]
卷期号:19 (11): 1642-1648 被引量:34
标识
DOI:10.1038/s41567-023-02142-z
摘要

The anomalously low thermal expansion of Fe–Ni Invar has long been associated with magnetism, but to date, the microscopic underpinnings of the Invar behaviour have eluded both theory and experiment. Here we present nuclear resonant X-ray scattering measurements of the phonon and magnetic entropies under pressure. By applying a thermodynamic Maxwell relation to these data, we obtain the separate phonon and magnetic contributions to thermal expansion. We find that the Invar behaviour stems from a competition between phonons and spins. In particular, the phonon contribution to thermal expansion cancels the magnetic contribution over the 0–3 GPa pressure range of Invar behaviour. At pressures above 3 GPa, the cancellation is lost, but our analysis reproduces the positive thermal expansion measured separately by synchrotron X-ray diffractometry. Ab initio calculations informed by experimental data show that spin–phonon interactions improve the accuracy of this cancellation over the range of Invar behaviour. Spin–phonon interactions also explain how different phonon modes have different energy shifts with pressure. The iron–nickel alloy Invar has an extremely small coefficient of thermal expansion that has been difficult to explain theoretically. A study of Invar under pressure now suggests that there is a cancellation of phonon and spin contributions to expansion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
luobote完成签到 ,获得积分10
1秒前
吕佳完成签到 ,获得积分10
2秒前
限量版小祸害完成签到 ,获得积分10
5秒前
qiqi完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
我是老大应助Joy采纳,获得10
12秒前
qiqiqiqiqi完成签到 ,获得积分10
12秒前
Singularity完成签到,获得积分0
13秒前
早睡早起身体好Q完成签到 ,获得积分10
28秒前
沉静香氛完成签到 ,获得积分10
29秒前
naczx完成签到,获得积分0
32秒前
李志全完成签到 ,获得积分10
35秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
xgx984完成签到,获得积分10
36秒前
共享精神应助keke采纳,获得10
43秒前
Nene完成签到 ,获得积分10
45秒前
ChatGPT完成签到,获得积分10
46秒前
大模型应助Zhuyin采纳,获得10
47秒前
48秒前
MoodMeed完成签到,获得积分10
51秒前
51秒前
Joy发布了新的文献求助10
52秒前
keke发布了新的文献求助10
56秒前
顺利问玉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
害羞的裘完成签到 ,获得积分10
1分钟前
此时此刻完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SciGPT应助Joy采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
mengqing发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
coding完成签到,获得积分10
1分钟前
Lucas应助积极香菜采纳,获得10
1分钟前
玺青一生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
平常的三问完成签到 ,获得积分10
1分钟前
呼延坤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
阿泽发布了新的文献求助10
1分钟前
非我完成签到 ,获得积分0
1分钟前
2分钟前
2分钟前
Zhuyin发布了新的文献求助10
2分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Terminologia Embryologica 500
Process Plant Design for Chemical Engineers 400
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5612035
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4696186
关于积分的说明 14890583
捐赠科研通 4731071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2546115
邀请新用户注册赠送积分活动 1510425
关于科研通互助平台的介绍 1473310