Магнитные, тепловые и магнитотранспортные свойства сплавов Гейслера на основе Ni-Mn-In тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.11, кандидат физико-математических наук Казаков, Александр Павлович

• Казаков, Александр Павлович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Казаков, Александр Павлович

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

§1.1. Структурные свойства сплавов Гейслера

1.1.1. Общие сведения о мартенситных переходах

1.1.2. Структурные свойства сплавов Гейслера Ш2Мп2

§ 1.2. Магнитные свойства сплавов Гейслера

§ 1.3. Краткий обзор работ по магнитокалорическому эффекту в сплавах Гейслера

1.3.1. Основные представления о магнитокалорическом эффекте

1.3.2. Магнитокалорический эффект вблизи фазовых переходов 1-го рода

1.3.3. Магнитокалорический эффект вблизи фазовых переходов 2-го рода

1.3.4. Прямой и косвенный методы измерения величины магнитокалорического эффекта

1.3.5. Магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера

§ 1.4. Магнитотранспортные явления в сплавах Гейслера

1.4.1. Основные представления о магнитотранспортных явлениях в ферромагнетиках

1.4.2. Электросопротивление и магнитосопротивление в сплавах Гейслера

1.4.3. Эффект Холла в сплавах Гейслера

ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

§2.1. Образцы

§ 2.2. Экспериментальные методики

2.2.1. Измерение магнитных свойств

2.2.2. Измерение магнитокалорического эффекта

2.2.3. Измерение магнитотранспортных свойств

2.2.4. Определение коэффициентов Холла

ГЛАВА 3. МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В СПЛАВАХ ГЕЙСЛЕРА НА ОСНОВЕ М-М]\-Ш

§3.1. Определение температур фазовых переходов сплавов Гейслера и

исследование их магнитного состояния

§ 3.2. Особенности поведения магнитокалорического эффекта в сплавах Гейслера

§ 3.3. Основные результаты и выводы 3-ей главы

ГЛАВА 4. МАГНИТОТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ ГЕЙСЛЕРА

§ 4.1. Магнитные свойства сплавов Гейслера

§ 4.2. Эффект Холла и магнитосопротивление в сплавах Гейслера

§ 4.3. Основные результаты и выводы 4-ой главы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитные, тепловые и магнитотранспортные свойства сплавов Гейслера на основе Ni-Mn-In»

Введение

Сплавы Гейслера на основе М-Мп, обладающие структурным переходом, сопровождающимся изменением магнитных свойств, являются объектом интенсивных фундаментальных и прикладных исследований, о чем можно судить по большому количеству публикаций, посвященных данным материалам.

С точки зрения фундаментальной физики, исследования сплавов Гейслера интересны потому, что в них может наблюдаться достаточно сложная последовательность фазовых переходов, при которых меняются различные характеристики сплавов. Например возможна ситуация, когда, температура мартенситного перехода будет совпадать с температурой Кюри. Таким образом, изменение магнитной структуры при структурном фазовом переходе открывает путь к управлению этим переходом с помощью магнитного поля. При таком совмещенном магнитоструктурном фазовом переходе может наблюдаться достаточно сложная зависимость свойств сплава, таких как намагниченность, магнитокалорический эффект, магнитосопротивление и эффект Холла, от внешних параметров, таких как температура или магнитное поле. Поведение свойств сплава вблизи таких переходов будет определяться сосуществованием двух фаз и зависимостью ргх относительной концентрации от приложенного магнитного поля и температуры.

Одной из величин, принимающих наибольшие значения вблизи фазовых переходов в сплавах Гейслера, является изменение температуры образца при приложении магнитного поля, т.е. так называемый магнитокалорический эффект (МКЭ). Интерес к исследованиям магнитокалорического эффекта в сплавах Гейслера вызван, прежде всего, возможностью их практического применения для магнитного охлаждения. Магнитное охлаждение, основанное на МКЭ является экологически безопасным и экономически выгодным методом охлаждения [1]. Главным преимуществом магнитных рефрижераторов является их экономичность: теоретически их эффективность может достигать 30-60%, в то время как эффективность обычных компрессионных холодильников не превышает 10% [2].

Анонсирование в начале 1997 г. принципиально новой холодильной установки, способной работать вблизи комнатных температур и позволяющей экономить до 30% электрической энергии [3], и открытие несколькими месяцами спустя гигантского МКЭ вблизи комнатных температур в интерметаллиде Ос^^^Сег) [4] привели к интенсивному исследованию других магнитных материалов, и активному поиску материалов которые могут обладать большим магнитокалорическим эффектом и значительной хладоёмкостью.

Наибольший эффект охлаждения следует ожидать в области температур, близких к температуре фазового перехода из магнитоупорядоченного в неупорядоченное состояние. В связи с этим поиск новых магнитных материалов для использования их в качестве рабочего тела в холодильных установках приводит к целому классу веществ, в которых наблюдаются не только фазовые переходы 2-го рода, но и 1-го рода, поскольку последние всегда сопровождаются поглощением (выделением) теплоты. Таким образом, если в веществах помимо магнитного фазового перехода имеет место структурный фазовый переход, т.е. происходит перестройка кристаллической решетки, то такие вещества будут наиболее привлекательными для использования в холодильных машинах. Это относится в первую очередь к материалам, в которых эти фазовые переходы наблюдаются вблизи комнатной температуры. Опубликованные в литературе данные по изменению магнитной энтропии в сплавах Гейслера №-Мп-2 (Ъ = Оа, 1п, 8п) [5] позволяют рассматривать их как одни из наиболее перспективных материалов для использования в качестве рабочего тела в «магнитных» холодильниках ввиду их дешевизны и нетоксичности.

В отличие от магнитокалорического эффекта магнитотранспортные явления в сплавах Гейслера систематически не изучались. Эффект Холла и магнитосопротивление изучались лишь на отдельных конкретных сплавах [6-8], и результаты исследований использовались для определения температур фазовых переходов и для обсуждения вопросов, связанных с кинетикой структурного превращения. В то время как исследования магнитотранспортных явлений, таких как магнитосопротивление и эффект Холла, дают информацию как о природе магнетизма в исследуемых материалах, так и о механизмах проводимости. Особое значение таких исследований в последние годы связано с бурным развитием спинтроники, основанной на магнитотранспортных свойствах ферромагнитных структур, а также с возможностью практического применения результатов для создания датчиков магнитных полей и магниторезистивных элементов памяти.

Эффект гигантского магнитосопротивления рассматривается как первый эффект в области спинтроники, хотя эффекты анизотропного магнитосопротивления и аномального эффекта Холла были известны с XIX века и также объяснялись при помощи спин-поляризованных токов. Именно сплавы Гейслера представляют особый интерес в связи с изучением аномального эффекта Холла. Действительно, во-первых, это высокорезистивные системы, во-вторых, в сплавах Гейслера, которые имеют полуметаллический характер, аномальный эффект Холла определяется носителями только одной спиновой поляризации, что должно существенно упрощать сопоставление с теорией, в-третьих, в сплавах Гейслера, характеризующихся мартенситным

превращением, возникает возможность исследовать аномальный эффект Холла при фазовых переходах 1-го и 2-го рода, метамагнетизме и при наличии неоднородностей.

Таким образом, ввиду повышенного интереса к магнитокалорическим свойствам сплавов Гейслера, а также интереса, который они представляют как объекты магнитотранспортных измерений, изучение магнитокалорического эффекта и исследование магнитотранспортных свойств сплавов Гейслера на основе №-Мп-1п представляют собой актуальную задачу, как с фундаментальной точки зрения, так и с точки зрения перспектив практических приложений.

Цели и задачи исследования

Цель диссертационной работы заключалась в исследовании магнитокалорического эффекта, магнитосопротивления и эффекта Холла в сплавах Гейслера №-Мп-1п, допированых четвертым элементом, и оценке влияния легирования на температуры фазовых переходов и физические свойства исследованных сплавов.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Исследовать магнитные свойства сплавов Гейслера на основе №-Мп-1п, легированных 4-м элементом, и определить температуры фазовых переходов. Установить влияние легирования на магнитные свойства исследованных сплавов и температуры фазовых переходов.

2. Исследовать прямым и косвенным методами магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера на основе №-Мп-1п, допированных 4-м элементом.

3. Исследовать магнитотранспортные свойства, такие как магнитосопротивление и эффект Холла, сплавов Гейслера на основе №-Мп-1п. Рассчитать коэффициентов Холла с учетом их зависимости от температуры и величины приложенного магнитного поля.

Достоверность результатов

Результаты, представленные в диссертации, получены в экспериментах, проведенных на современном научном оборудовании, с использованием статистических методов обработки экспериментальных данных. Достоверность полученных результатов обеспечивалась набором взаимодополняющих экспериментальных методик и воспроизводимостью получаемых результатов. Результаты исследований докладывались на специализированных международных конференциях.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты исследования неупорядоченного магнитного состояния сплавов Гейслера в мартенситной фазе, в которой наблюдается эффект квазидиамагнетизма.

2. Результаты исследования магнитокалорического эффекта вблизи фазового перехода 1-го рода, которые показали ограниченное применение изученных материалов в магнитных рефрижераторах, поскольку изменение температуры вблизи таких переходов не намного больше, чем вблизи фазовых переходов 2-го рода. В небольших магнитных полях изменения температуры изученных образцов сплавов Гейслера вблизи фазовых переходов 2-го рода больше, чем вблизи переходов 1-го рода.

3. Впервые обнаруженное необычное поведение сопротивления Холла при изменении величины приложенного магнитного поля вблизи структурного перехода, которое качественно объяснено в рамках теории самосогласованного поля с использованием рассчитанных значений коэффициентов Холла.

4. При структурном превращении в сплавах Гейслера №-Мп-1п не происходит смены типа проводимости, поскольку нормальный коэффициент Холла не меняет знак при структурном превращении.

5. Зависимости аномальных коэффициентов Холла при изменении температуры, которые не коррелируют с зависимостью электросопротивления от температуры. Наблюдаемый скачок удельного сопротивления Холла при структурном переходе объясняется скачком намагниченности, а не изменением аномального коэффициента Холла.

Научная новизна

Проведенные исследования расширяют существующие представления о магнитных, магнитотепловых и магнитотранспортных свойствах сплавов Гейслера. Успешная апробация новой методики для расчета коэффициентов Холла, с учетом зависимости их величины от магнитного поля, позволяет рекомендовать ее для дальнейшего использования при исследованиях магнитотранспортных свойств материалов.

При исследованиях зависимости намагниченности от температуры в слабых магнитных полях (меньших 50 Э) было обнаружено явление квазидиамагнетизма. Предложенное качественное объяснение этого феномена, основывается на особенностях неупорядоченного магнитного состояния исследуемых образцов при низких температурах. Впервые измерена зависимость удельного сопротивления Холла от

приложенного магнитного поля при метамагнитном переходе, т.е. когда материал представляет собой смесь мартенситной и аустенитной фаз.

В работе впервые показано, что и в мартенситной, и в аустенитной фазах знак нормального коэффициента Холла отрицателен. Определены зависимости аномального коэффициента Холла от температуры. Обнаружено, что полученная зависимость не коррелирует с зависимостью электросопротивления от температуры.

Практическая значимость работы

Результаты исследования магнитокалорического эффекта позволяют говорить о том, что изменение температуры в исследованных сплавах при фазовом переходе 1-го рода по величине незначительно превышает значение изменения температуры вблизи фазового перехода 2-го рода при приложении поля 2 Тл. Было показано при приложении полей до -0,5 Тл, изменения температуры вблизи фазового перехода 1-го рода практически отсутствуют, в то время как вблизи фазового перехода 2-го рода изменения температуры составляют ~0,5 К. Данный результат подчеркивает практическую важность именно МКЭ вблизи фазовых переходов 2-го рода, т.к. при магнитном охлаждении важны изменения температуры при относительно небольших изменениях магнитного поля.

При исследованиях магнитотранспортных свойств была успешно применена новая методика для расчета коэффициентов Холла, с учетом зависимости их величины от магнитного поля. Это позволяет рекомендовать ее для дальнейшего использования при исследованиях магнитотранспортных свойств материалов.

Личный вклад автора

Все результаты, представленные в работе, получены либо лично автором, либо при его непосредственном участии.

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационной работы были представлены в виде устных и стендовых докладов на 6 Российских и международных конференциях (тезисы которых опубликованы в соответствующих сборниках): Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2011), Moscow International Symposium on Magnetism (Москва, 2011), Научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты инновационных проектов Физического факультета МГУ» (Москва, 2011), International Conference Electrodynamics of Complex Materials for Advanced Technologies PLASMETA (Samarkand, Uzbekistan, 2011), Recent

Trends in Nanomagnetism, Spintronics and their Applications (Ordizia, Spain, 2011), Ломоносовские чтения (Москва, 2011). По материалам диссертации опубликовано 13 работ, из них 5 - в Российских и зарубежных журналах и в сборниках трудов конференций. Список приведен в конце диссертации. В число публикаций входит 5 статей в журналах из списка ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4-х глав с основными результатами и выводами, списка литературы из 142 наименований. Общий объем работы составляет 144 страницы, из них 130 страниц текста, включая 64 рисунка и 5 таблиц.

Гпава 1. Литературный обзор § 1.1. Структурные свойства сплавов Гейслера

Сплавы Гейслера - это тройные интерметаллические соединения со стехиометрическим соотношением XYZ (так называемые полусплавы Гейслера или сплавы «На1ГНеи$]ег»), либо Х2У2 (так называемые полные сплавы Гейслера или сплавы «Ри11-Неиа1ег»). В дальнейшем в работе рассматриваются только полные сплавы Гейслера. Здесь X и У - переходные металлы, а Ъ - элементы III-V групп. Кроме того, У может быть редкоземельным элементом или щелочноземельным металлом [9]. На Рис. 1 показаны элемент ел таблицы Менделеева, которые могут входить в состав сплавов Гейслера.

н 2.20: У Сплавы Гейслера Не

у 0.98 Ве 1.57 I с N О Р 3 98 "N6

2.04 И^ 3.04 344

N3 093 У Са 1 00 А1 1,8Т Зг 190 С! 3.16 Аг

К 0.82 Эс 1.36 Т1 1.54 V Сг Мп Ре Со N1 1,63 1.66 1.55 1 83 1.88; 1.91 Си 1п 1 90 1.65 Са Эе Аз 181 2.01 2.18 Вг 2.96 "КГ 3.00

РЬ 0.82 Эг 0.95 У 2г №N10 1.22 1.33 1.60 2.16 Ии ЯЬ Рс1 Ад Сс1 2.20 2 28 2.20 1 93 1 69 |П Бп ЭЬ 1.78 1.36 2.05 I 2,66 Хе 2.60

05 0.79 Ва 0.39 \ Ж 1.30 ш 1.70 1г Р1 2.20 2.20 АиДИ 2.40 ПЕЙ : 1.80 1.90 дг 2.20 1*П

Рг 0.70 Ра 0.90 1

иа 1 10 Се 1.12 Рг N«1 1.13 1.14 1Л7иМ ва ть оу но 1,20 1,10 1.22 1.23 Ег Тт УЬ 1.24 1.25 1.10 1_и 1.27

N Ас 1.10 ТИ 1 30 Ра 1.50 и 1,70 Мр 1.30 Ри Ат 1.28 1,13 Ст Вк 1.28 1.30 С! 1.30 Еэ 1.30 Рт 1.30 N№¡N0 !.зо| 1.зй 1_Г 1,30

Рис. 1. Элементы, входящие в состав сплавов Гейслера [9].

Свое название эта группа сплавов получила в честь немецкого металлурга Ф. Гейслера, который в 1898 году обнаружил ферромагнетизм в системе С1ьМлА1 [10], Данный сплав был ферромагнетиком с достаточно высокой температурой Кюри (больше 600 К), хотя но отдельности металлы, входящие в его состав, ферромагнетиками не являлись. В дальнейшем ферромагнетизм был обнаружен у многих сплавов, состоящих из неферромагнитных материалов. Следующим этапом в изучеиии сплавов Гейслера было открытие В 80-х годах XX века в некоторых составах полуметалл ичес ко го поведения,

'Немагнитная" память формы

Эффекты в магнитном поле Электронная спиновая поляризация: -- полуметаллическое поведение

• Магнитная память формы

• Структурные превращения в

магнитном поле

• Магнитокалорический эффект

• Гигантское магнитосопротивление

• Обменное смещение

Рис. 2. Схема, иллюстрирующая многообразие эффектов в сплавах Гейслера [11].

которое приводит к высокой спиновой поляризации носителей тока [12]. Толчком к дальнейшему изучению сплавов Гейслера послужило открытие в сплавах МгМпСа мартенситного перехода, при котором в магнитном поле происходило растяжение образца

Естественно было предположить, что существуют другие сплавы Гейслера на основе №-Мп, которые обладали бы похожими свойствами. Вскоре мартенситный переход был обнаружен в сплавах №-Мп-2 (Ъ = 1п, ЭЬ, Бп) (правда, в этих сплавах мартенситный переход наблюдался только при отклонении химического состава от стехиометрического). В принципе, при определенном составе все сплавы семейства М-Мп испытывают мартенситное превращение. Из-за наличия мартенситного перехода, а также сильной взаимной зависимости структурных и магнитных свойств, в сплавах Гейслера наблюдаються деформации в магнитном поле, магнитокалорический эффект, гигантское магнитосопротивление, эффекты обменного смещения и т.д. Разнообразие особенностей и свойств, отличающих сплавы Гейслера от уже известных систем, показано на Рис. 2 [11].

В следующем разделе мы рассмотрим общие особенности мартенситных превращений.

1.1.1. Общие сведения о мартенситных переходах

Мартенситные переходы являются фазовыми переходами 1-го рода, при которых высокотемпературная фаза, называемая аустенитом, бездиффузионным образом переходит в низкотемпературную фазу, которая называется мартенситом. Трансформация

до 10% [13].

происходит путем смещения атомов на расстояния меньшие межатомного расстояния. Существует кристаллографическая связь между решетками мартенситной и аустенитной фаз. Подобно другим фазовым переходам 1-го рода мартенситное превращение происходит путем зарождения и последующего роста областей мартенситной фазы. Таким образом, до завершения мартенситного превращения среда представляет собой смесь мартенситной и аустенитной фаз.

Исторически мартенситные переходы были впервые обнаружены в сплавах на основе железа (в сталях) [14,15]. Первоначально под ними понимали структурные превращения из высокотемпературной гранецентрированной кубической (ГЦК) фазы (у-фаза, аустенит) в низкотемпературную объемноцентрированную кубическую (ОЦК) фазу (а-фаза, мартенсит). К настоящему моменту установлены основные закономерности данных превращений. Их наиболее общей чертой является то, что они происходят в твердой среде при низких температурах [16], когда диффузионные процессы практически заморожены. Обычно аустенит имеет более высокосимметричную элементарную ячейку, нежели мартенсит, а последний еще обладает и повышенной склонностью к механическому двойникованию.

Условия протекания мартенситных превращений (низкие температуры, упругая среда) определяют их характерные особенности [16]:

1. Бездиффузность превращений - концентрация элементов в исходной аустенитной и мартенситной фазах одинаковы.

2. Превращение характеризуется деформацией формы, которую можно обнаружить по появлению поверхностного рельефа на полированной плоской поверхности образца после протекания мартенситного превращения (Рис. 3).

3. Кристаллы мартенсита имеют характерную форму и определенную плоскость поверхности раздела между исходной и мартенситной фазами (плоскость сдвига при превращении).

4. Кристаллические решетки исходной аустенитной и мартенситной фаз связаны ориентационным соотношением.

5. В кристаллической решетке мартенсита всегда имеются структурные дефекты: двойники, дефекты упаковки. В дополнение к сдвиговой деформации добавляется дополнительная деформация, связанная со скольжением и двойникованием (деформация с инвариантной решеткой), которая частично или полностью компенсирует изменение формы при мартенситном превращении.

Рис. 3. Микроструктура сплава Л'АД//?лСа.? / « мартеиситной фазе с областями из параллельных зеркально-связанных полос [17].

Поскольку мартенситные превращения являются фазовыми переходами 1-го рода, их принято характеризовать температурами начала и конца превращения [16], Превращение из высокотемпературной фазы (аустенита) в низкотемпературную (мартенсит) — прямое превращение — характеризуется температурой М5 , при которой происходит появление зародышей мартеиситной фазы в аустепитной матрице, и температурой М/, при которой завершается формирование мартенсита. При обратном превращении соответствующие температуры обозначаются А^ и А/-{иногда используют обозначения Мм = {Му + М/)/2 и МЛ = (А-? + Ау-)/2 для прямого и обратного мартепситного переходов). На Рис. 4 приведена зависимость относительного количества Ф мартенсита от температуры. При охлаждении из аустенитного состояния до каких-либо фазовых преобразований не происходит. Однако, начиная с температуры М5, количество мартенсита начинает расти. I !о мере дальнейшего охлаждения размеры зародышей мартенсита и их количество увеличиваются до тех пор. пока они не заполнят при температуре М/ иесь объем. Последующий Нагрев вызывает, начиная с температуры А$, зарождение и рост кристаллов аустенита, которые заполняют весь объем при температурах выше А/.

Рис. 4. Зависимость относительного количества мартенсита (Ф) от температуры [16].

Обычно А/я - М/~ А/ - А8, т.е. ширина перехода совпадает при прямом и обратном переходе и обычно составляет 10-60 °С. Ширина гистерезиса колеблется в значительных пределах.

Для мартенситных превращений характерно следующее поведение:

1. чаще всего, обратимый характер превращения (см. Рис. 4);

2. несовпадение (гистерезис) температур прямого и обратного фазового превращения (см. Рис. 4);

3. значительная зависимость температур перехода от механических напряжений и магнитного поля.

1.1.2. Структурные свойства сплавов Гейслера Ni2MnZ

Ферромагнитные тройные сплавы Гейслера NÍ2M11Z (Z = Ga, In, Sb, Sn) относятся к сплавам состава X2YZ (Full-Heusler). Кристаллическая структура сплавов Гейслера известна достаточно давно. Структуры, соответствующие аустенитной и мартенситной фазам сплава Гейслера NÍ2M11Z, изображены на Рис. 5. Структура сплавов Гейслера в аустенитной фазе обозначается как L2i (см. Рис. 5а) и представляет собой четыре взаимопроникающие гранецентрированные подрешетки (одна подрешетка состоит из атомов марганца, вторая - из атомов Z (Z - Ga, Ьх, Sb, Sn), а две оставшихся - из атомов никеля) [18]. В мартенситном состоянии структура таких сплавов Гейслера определяется их составом [11]. При сравнительно небольших концентрациях Z-компоненты они приобретают тетрагональную структуру, которая обозначается как Lio (см. Рис. 56). При достаточно высоких концентрациях Z-компоненты в мартенситной фазе наблюдаются модулированные структуры (Рис. 6). Уже в первых нейтронографических исследованиях сплава NÍ2MnGa наблюдались сверхструктуры [18]. Основными сверхструктурами, проявляющимися в мартенситной фазе сплава NÍ2MnGa, являются пятислойная (обозначается как ЮМ, или реже 5М) и семислойная (14М или 7М) модуляции вдоль кристаллографического направления [110] [19]. Модуляция происходит таким образом, что каждая пятая при структуре 5М, или седьмая при структуре 7М, плоскость (110) не испытывает смещений, тогда, как остальные четыре или шесть, сдвинуты из регулярных положений объемноцентрированной тетрагональной решетки в направлении [1 10]. Впоследствии эти сверхструктуры были обнаружены и в сплавах Ni-Mn-In [20,21].

a) ^ W W б)

Рис. 5. Кристаллическая структура сплавов Гейспсра Ni>MnZ (Z = Ga, In, Sb, Snj в аустенитной (а) и в мартенситной (б) фазах. Синие, черные и красные кружки символизируют атомы Мп, Ni и элемента Z, соответственно. Жирной черной линией обозначена ячейка тетрагональной решетки [22].

|iii>! |

•■■Ц10|

(а)

С <

о *

+

&

Рис. 6, Структуры мартеиситных состояний сплава АНгМпСа (а - структура типа 5М; б - структура типа 7М) [11].

Практически все изученные на сегодняшний день сплавы Гейслера вышеуказанного типа не обнаруживают мартенситных превращений в стех и о метр ич ее ки х композициях, за исключением Ш2МпСга [23]. К примеру, сплав ^пМгъзкп? является ферромагнетиком и не имеет мартенситиого перехода [18]. При исследовании серии образцов №5оМп51).хТпх и обзоре литературных данных авторы [24] сделали вывод, что сплав Г^оМпзо-.К претерпевает мартенситное превращение только при х, не больших 16.5.

В сплаве ЬНтМпва етехиометричеекого состава, в частности, структурный переход из аустенитной фазы с кубической решеткой в мартенситную фазу с тетрагональной решеткой происходит при температуре Тм = 202 К, а магнитный фазовый переход происходит при температуре Тс = 376 К [16]. Температуры фазовых переходов можно целенаправленно изменять, варьируя стехиометрию [25]. Обе фазы (мартенсит и аустенит) етехиометричеекого состава МгМпОа имеют ферромагнитный порядок. Очевидно

предположить, что вариации стехиометрии и частичное замещение атомов Мп могут привести к одному, связанному (спаренному) магнитоструктурмому переходу, при котором температура мартенситного перехода Тм будет совпадать с температурой Кюри Тс- Такой тип магнитоструктуркого перехода характеризуется наличием совмещенного структурного фазового перехода 1-го рода и магнитного перехода тина порядок-беспорядок [5].

Рассматриваемые в литературе сплавы Гейслера имеют небольшие вариации в составе и значительный разброс в температурах фазовых переходов, поэтому их основные свойства рассматриваются в литературе как функция среднсй концентрации электронов на атом е/а. Параметр е/а рассчитывается как взвешенное среднее концентрации s- и d-валентных электронов на атом переходного элемента и я- и р- валентных электронов на атом элемента III-V группы. Проследим, как изменяется структура сплавов Гейслера NbMnln в зависимости от средней концентрации электронов на атом е/а (в случаях, когда вместо 1п присутствует другой элемент, вид зависимости принципиально не меняется, меняется только наклон прямых). На Рис. 7 показана магнитострукгурная фазовая диаграмма для сплава Ni2Mnin. Видно, что при комнатной температуре с увеличением числа электронов на атом структура эволюционирует в следующем направлении: «кубическая фаза» — «структура типа ЮМ» — «структура типа ИМ» — «структура типа Lio» [11]. Также из рисунка видно, что температура мартенситного перехода сильно уменьшается с уменьшением е/а. Таким образом, учитывая, что отклонение е/а па 0,1 соответствует вариации индия в составе порядка 4%, можно представить, насколько сложно получить сплавы с одним и тем же значением Ms температуры мартенситного перехода. Что касается температур Кюри мартенситной и аустенитиой фаз, то видно, что температура Кюри мартенсита значительно уменьшается с ростом е/а, а температура Кюри аустенита T¿ практически не изменяется при изменении соотношения е/а. Также имеет место сильная зависимость намагниченности насыщения сплавов Гейслера от е/а. Но, как отмечают авторы обзора [16], подход, где используется электронная концентрация, имеет ограничения, поскольку магнитный момент в этих сплавах сосредоточен на атомах марганца [18]. Электронную концентрацию можно изменить двумя способами: замещая Z-комЛоненту на Ni и замещая Мп на Ni. Очевидно, что эти два способа варьирования е/а оказывают различное влияние на магнитные свойства.

Для объяснения свойств и эффектов, возникающих при мартенситном переходе, необходимо иметь представления о том, как протекают эти переходы в сплавах Гейслера. В работе [26] мартенситный переход сплава Гейслера Ni5oMn34ln¡6 при разных значениях

120( Ю0( Ш 6 (К 40С

20< {

куоическая

ПМ

Рис. 7. Магнито-струитурная фазовая диаграмма для сплава МЬцМп^кх^Ь [11].

н1

¡м

р2

р.1

236К

¡'2

Рис. Н. Снимки поверхности образца /б, полученные сканирующим зондом Холла

для различных значений полей при увеличении и уменьшении поля при температуре 236 К (желтые области — аустеншп, черные - мартенсит). Области за пределами образца также имеют черный цвет [26].

магнитного поля был визуализирован с помощью сканирующей зондовой микроскопии Холла (Рис. 8). Обозначения Р1 и Р2 означают разные предыстории измерений: в случае Р1 образцы охлаждались в нулевом поле от 300 К до 236 К; в случае Р2 образцы сначала

охлаждались в нулевом поле от 300 К до 30 К, а затем нагревались до 236 К. Далее снимки

т

поверхности образца были получены сначала в нарастающем поле (Н ), затем — в спадающем (Н^).

Из фотографий видно, что рост магнитного поля активно способствует образованию кристаллов аустенита, и уже при повышении поля от 0 до ЮкЭ формируются области аустенита, показывающие те места, где начался мартенситный переход. Также заметна разная скорость протекания мартенситного превращения при повышении поля при различных предысториях образца. В полях до 25 кЭ скорость фазового превращения у образца с предысторией Р1 выше, чем у образца с предысторией Р2. При дальнейшем повышении величины магнитного поля ситуация меняется и у образца с предысторией Р2 скорость фазового превращения становится выше. При понижении поля скорости превращения в обоих случаях практически одинаковые. Как было отмечено в пункте 1.1.1., мартенситным переходам свойственен гистерезис прямого и обратного ходов, что также хорошо заметно, при сравнении фотографий при повышении и понижении поля при одинаковом значении напряженности поля (например, при 20 кЭ). Еще одной характерной особенностью мартенситного перехода, заметного на Рис. 8, является то, что в тех областях, где превращение началось (или закончилось) при повышении поля, оно и заканчивается (или начинается) при понижении поля. Эта особенность, связанная с мартенситным переходом, индуцированным магнитным полем, обусловлена влиянием на фазовое превращение микроскопических характеристик (дефекты, механическое напряжение и т.д.), индивидуальных для каждой области образца.

Поскольку гигантские значения многих эффектов наблюдаются вблизи структурного перехода, то для практических применений необходимо, чтобы температурный диапазон, при котором протекает мартенситный переход, был как можно ближе к комнатным температурам. Поэтому и стремятся сдвинуть температуру мартенситного перехода ближе к комнатным температурам, а также изменить значения температурного гистерезиса и температурного интервала, на котором протекает структурный переход. Одним из путей корректировки температуры структурного перехода является вариация пропорций 3-х входящих в состав сплава, элементов. Другим способом является частичное замещение одного из элементов, входящих в состав сплава Гейслера четвертым элементом. Был проведен ряд исследований рассматривающих этот вопрос. В работе [27] исследовано влияние добавки Со на свойства сплава

Мп5о1п4о-хСох1пю. Было установлено, что добавка Со уменьшает температуру мартенситного перехода, а также значительно увеличивает магнитный момент мартенситной и аустенитной фаз. При этом увеличивается и скачок намагниченности при переходе из мартенситной в аустенитную фазу. Это изменение намагниченности в зависимости от состава сплава авторы объяснили изменением расстояния между атомами марганца, что влечет за собой изменение обменного взаимодействия. Влияние добавки Со изучалось в работе [28]. Полученные результаты находятся в согласии с результатами работы [27]. В работе [29] рассматривалось влияние замещения индия кремнием в сплавах М5оМпз51п15-х81х. Было также замечено уменьшение температур фазовых переходов и увеличение намагниченности насыщения аустенитной фазы с увеличением содержания

кремния. В работе [30] были исследованы сплавы МбоМпзбМнХ (X = 1п, 3|, Се, А1). В

порядке перечисления примесей наблюдалось уменьшение температур структурного перехода и температуры Кюри аустенитной фазы, а также увеличение температуры Кюри мартенситной фазы и намагниченности насыщения. Влияние замещения марганца хромом или железом в сплаве №5оМпз41п1б было рассмотрено в работе [31]. Добавка хрома увеличивала температуру мартенситного перехода, а добавка железа - уменьшала. В работе [32] добавка хрома Ni50Mn33.66Cr0.34b1.i6 также увеличила температуру структурного перехода, по сравнению со сплавом №50Мпз41п16. Изучение влияния замещения железом индия в сплаве №5оМпз41п1б-уРеу [33], в отличие от результатов [31], показало увеличение температуры структурного перехода с увеличением концентрации железа. В работе [34] рассматривались сплавы №5оМпз41п1б, в которых атомы никеля замещались атомами меди. Добавка меди привела к уменьшению температур структурного перехода, а дальнейшее увеличение ее содержания к его исчезновению. В работе [35] рассматривалось влияние добавления водорода на свойства сплава Ni51Mn32.4bii6.6- Добавление водорода привело к уменьшению температуры мартенситного перехода, а также к небольшому увеличению намагниченности мартенситной фазы, в то время как намагниченность насыщения аустенитной фазы осталась практически на прежнем уровне.

Как было сказано выше (см. пункт 1.1.1), температура мартенситного перехода в значительной степени зависит от внешних параметров. В следующем параграфе будет рассмотрено влияние магнитного поля на температуру структурного перехода.

При приложении давления к образцу сплава №-Мп-1п, как сообщается в работах [36-38], температура мартенситного перехода сдвигается в сторону высоких температур. Явление сдвига температуры мартенситного перехода в сторону более высоких температур объясняется тем, что мартенситная фаза обладает меньшим объемом, чем аустенитная фаза. Объем изменяется на доли процента, и это изменение составляет, по

результатам работы [38], 0.6% and 0.3% для сплавов Ni49.sMn35.5lni5.o и Ni50.0Mn34.0In16.«, соответственно. Поэтому при условии повышенного давления мартенситная фаза становится энергетически более предпочтительной. Как было отмечено в работе [37], изменение температуры перехода с увеличением давления неодинаково в различных полях.

Таким образом, многие свойства сплавов Гейслера определяется их структурой, которая, в свою очередь, зависит не только от химического состава, но и от внешних параметров (магнитного поля, температуры, давления). Варьируя, например, состав сплавов Гейслера, можно получить материалы с необходимыми свойствами.

§ 1.2. Магнитные свойства сплавов Гейслера

Рассмотрим распределение магнитного момента атомов, входящих в состав сплавов Гейслера семейства Ni-Mn-Z. Теоретические расчеты и эксперимент показывают, что атомы никеля обладают гораздо меньшим магнитным моментом, чем атомы марганца [39]. Величина магнитного момента в сплаве Ni2MnGa на атомах марганца составляет от 2.3 до 2.8 цв, в то время как атомы никеля обладают магнитным моментом порядка 0.2-0.4 ¡лв [40,41]. В работе [18] показано, что в сплаве NiaMnGa магнитный момент на атомах марганца составляет 4,17 ¡¿в, а на никеле - 0,3 цв- Для сплава №гМп1п стехиометрического состава со структурой типа L2i магнитные моменты атомов никеля, марганца и индия по теоретическим расчётам были равны 0.28 цв, 3.72 цв и -0.07 ¡лв соответственно [39].

Взаимодействие между магнитными моментами в сплавах Гейслера осуществляется электронами проводимости при помощи косвенного обменного взаимодействия. Таким образом, электронная структура, концентрация электронов проводимости и межатомные расстояния являются главными факторами, влияющими на стабильность фазы кристалла, магнитный порядок и магнитную структуру, и могут варьироваться либо посредством изменений стехиометрии сплава, либо посредством замещения Ni, Мп или Z-компоненты в сплавах на основе Ni-Mn-Z.

Нестехиометрические сплавы Гейслера имеют ряд особенностей температурной зависимости намагниченности М(Т), которые определяют поведение сплава в магнитном поле. Эти особенности проявляются по-разному в зависимости от величины приложенного поля. На Рис. 9 изображены зависимости намагниченности М от температуры Т для состава Ni5oMn34lni6 из работы [42], измеренные в различных полях. На рисунке показаны данные для ZFC (zero-field-cooled или охлаждение в нулевом поле), FC (field-cooling или охлаждение в поле), и FH (field-heating или нагрев в поле) состояний. Характерными особенностями такого вида зависимостей являются падение М(Т) сразу после мартенситного перехода и различие между ZFC и FC зависимостями ниже температуры Кюри мартенситной фазы Т™ в случае малых полей. Причиной различия между ZFC и FC зависимостями может быть наличие анизотропии ферромагнитного состояния ниже мартенситной температуры Кюри или наличие антиферромагнитного взаимодействия.

Многие эффекты, наблюдаемые в мартенситной фазе сплавов Гейслера, могут быть объяснены наличием антиферромагнитных взаимодействий. Эксперименты по дифракции

щ

а

Н=1 кЭ

□ □

100

200

Т(К)

300

л.

Н=50 кЭ

□

с □

а □

а

о □

- 2РС ж - РС

- РН

400

100

200 Т(К)

300

400

Рис. 9. Зависимости намагниченности от температуры, измеренные в режимах 2Р'С, УС и РН, для сплава Гейслера ШыМп^пк, [42].

нейтронов [43] в сплавах >Н-Мп-Бп также свидетельствуют о наличии антиферромагнишого взаимодействия между атомами, которое усиливается ниже температуры марте! ¡сити о го перехода. При определенных составах наблюдается даже переход из ферромагнитной ауетенигной в мартенситмую фазу с нулевой спонтанной намагниченностью [44,45]. Предполагается, что за уменьшение намагниченности до практически нулевого значения, также ответственны антиферромагнитные корреляции [46]. С Другой стороны, измерения эффекта Мессбаусра в сплавах ЬИ-Мп-Эл и ЫьМп-Гп, содержащих 0,5% изотопа железа Ие, показывают одинаковый спектр, как ниже температуры мартенеитного перехода, так и выше температуры Кюри аустенитной фазы, что соответствует наличию парамагнетизма в мартенситпой фазе [47,48]. Авторы работы [49] по результатам исследования поведения динамической восприимчивости в сплавах ЬН.м|Мпз51п15 и №50Мпж58пм.5 сделали вывод о том, что основным магнитным состоянием в мартенситпой фазе этих сплавов при низких температурах является состояние кластерного спинового стекла. Таким Образом все еще остаются поднятыми вопросы, связанные с магнитным состоянием сплавов Гейслера семейства №-Мп-7 в мартснситной фазе и зависимости этого состояния от состава.

7.Н1 у 1С // Л

У (а) (б)

о II

о II

В режиме 2¥С на зависимостях намагниченности от температуры виден участок в низкотемпературной области, где наблюдается резкий рост магнитного момента при увеличении температуры (см. Рис. 9). Это увеличение намагниченности связывается с наличием температуры блокировки Тв, ниже которой возможны эффекты обменного смещения, которые проявляются в нестехиометрических сплавах М-Мп-2 {Ъ = 1п, 8Ь, 8п) [50-52] и являются еще одним подтверждением наличия антиферромагнитного взаимодействия в мартенситной фазе сплавов Гейслера.

Эффект обменного смещения схематично изображен на Рис. 10. Наличие

однонаправленной обменной анизотропии как правило связано с существованием границ

между ферро- или ферримагнитной и антиферромагнитными фазами или в спиновых

стеклах при разбиении их магнитной

микроструктуры на выраженные домены.

Если образец охлаждался без поля (см.

Рис. 10а), то магнитные моменты

ориентируются случайно, и в малых

Рис. 10. Иллюстрация эффекта обменного полях выравнивание ферромагнитных смещения.

компонентов по полю затруднено наличием антиферромагнитных включений. Дальнейшее увеличение поля облегчает ферромагнитное упорядочение, и петля гистерезиса стремится к насыщению. Когда образец охлаждается в некотором внешнем поле (см. Рис. 106), то ферромагнитным компонентам задается предпочтительное направление, которое не исчезает при снятии поля из-за пиннинга антиферромагнитных включений.

В работе [53] говорится о том, что авторам удалось заметить необычное поведение явления обменного смещения в сплавах М-Мп-1п, которое заключалось в большом обменном сдвиге, измеренном после охлаждения в нулевом поле. Величина обменного сдвига оказалась равной 1,3 кЭ при температуре 10 К. Это явление авторы объяснили возникновением ферромагнитных кластеров в процессе начального намагничивания, при условии, что намагничивающее поле достаточно велико. Эти кластеры обладают суперферромагнитным упорядочением, которое не исчезает после снятия поля. Таким образом, создаётся "суперферромагнитная" однонаправленная анизотропия.

Вычисления из первых принципов показали, что антиферромагнитные корреляции в мартенситной фазе возникают из-за избытка атомов марганца [54]. Взаимодействие между атомами марганца, находящимися в подрешетке марганца, ферромагнитное. Между атомами марганца, которые замещают индий в соответствующей подрешетке, и

Т(К)

Рис. 11. Температрная зависимость динамической восприимчивости ЫщМпз^Пй измеренной при различных частотах [53].

Заключение диссертации по теме «Физика магнитных явлений», Казаков, Александр Павлович

Основные результаты и выводы

1. В сплавах Гейслера были измерены зависимости адиабатического изменения температуры от приложенного магнитного поля. Было показано, что вблизи фазового перехода 2-го рода для достижения заметного МКЭ необходимо приложить меньшее по величине магнитное поле, чем в случае фазового перехода 1-го рода.

2. Зависимости адиабатического изменения температуры от температуры образца, измеренные прямым методом, показывают, что значения МКЭ вблизи структурного и магнитного фазовых переходов имеют близкие значения в полях 1,8 кЭ.

3. Оценочное сравнение результатов измерений МКЭ прямым и косвенным методом показало, что результаты косвенных измерений дают величину МКЭ вблизи фазового перехода 1-го рода в 4-6 раз большую. Величина МКЭ вблизи фазового перехода 2-го рода имеет приблизительно одно и то же значение как при измерениях прямым методом, так и косвенным.

4. При измерениях намагниченности в слабых магнитных полях (до 50 Э) было обнаружено явления квазидиамагнетизма. Было предложено качественное объяснения этого явления, которое является следствием неупорядоченного состояния исследуемых образцов при низких температурах.

5. Впервые было измерена зависимость удельного сопротивления Холла от приложенного магнитного поля при метамагнитном переходе, когда материал представляет собой смесь мартенситной и аустенитной фаз.

6. Были определены нормальные коэффициенты Холла в температурном диапазоне от 80 К до температуры Кюри аустенитной фазы. Было показано, что и в мартенситной фазе, и в аустенитной знак нормального коэффициента отрицателен.

7. Определены зависимости аномального коэффициента Холла от температуры. Полученная зависимость не коррелирует с зависимостью электросопротивления от температуры. Показано, что рост удельного сопротивления Холла при переходе из мартенситной фазе в аустенитную не связан со скачкообразным изменением коэффициентов Холла, а объясняется резким изменением намагниченности при структурном переходе.

Список публикаций по теме диссертационной работы

1. Эффект Холла при мартенситном переходе в сплавах Гейслера Ni-Co-Mn-In / В.Н. Прудников, А.П. Казаков, И.С. Титов, Н.С. Перов, А.Б. Грановский, И.С. Дубенко,

A.К. Патак, Н. Али, А.П. Жуков, X. Гонзалес // Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 92. С. 735-740.

2. Квазидиамагнетизм и обменная анизотропия в сплавах Гейслера Ni-Mn-In-Co /

B.Н. Прудников, А.П. Казаков, И.С. Титов, Я.Н. Коварский, Н.С. Перов, А.Б. Грановский, И. Дубенко, А.К. Патак, Н. Али, А.П. Жуков, X. Гонзалес // Физика твердого тела. 2011. Т. 53. С. 460-462.

3. Direct measurements of field-induced adiabatic temperature changes near compound phase transitions in Ni-Mn-In based Heusler alloys / A.P. Kazakov, V.N. Prudnikov, A.B. Granovsky, A.P. Zhukov, J.Gonzales, I. Dubenko, A.K. Pathak, S. Stadler, N. Ali // Applied Physics Letters. 2011. Vol. 98. P. 131911-3.

4. Magnetocaloric effect and multifunctional properties of Mn-based Heusler alloys / I. Dubenko, T. Samanta, A.K. Pathak, A. Kazakov, V. Prudnikov, S. Stadler, A. Granovsky, A. Zhukov, N. Ali // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, accepted, 2012, DOI: 10.1016/j.jmmm.2012.02.082.

5. Phase transitions, magnetotransport and magnetocaloric effects in a new family of quaternary Ni-Mn-In-Z Heusler alloys / A. Kazakov, V. Prudnikov, A. Granovsky, N. Perov, I. Dubenko, A.K. Pathak, T. Samanta, S. Stadler, N. Ali, A. Zhukov, M. Ilyin, J. Gonzalez // Journal of Nanoscience and Nanotechnology, accepted, to be published in 2012.

6. Магнитные и тепловые свойства сплавов Гейслера на основе Ni-Mn-In / А.П. Казаков, В.Н. Прудников, А.Б. Грановский, М.В. Прудникова, И.С. Дубенко, Н. Али // Научная конференция "Ломоносовские чтения". Секция физики: сборник тезисов докладов. Москва. 14-23 ноября 2011 г. С. 73-75.

7. Новые материалы для магнитных рефрижераторов / В.Н. Прудников, П.Н. Коновалов, А.П. Казаков, А.Б. Грановский, О.С. Иванова // Сборник трудов научно-практической конференции "Фундаментальные и прикладные аспекты инновационных проектов Физического факультета МГУ. Москва. 11 октября 2011 г. С. 47-48.

8. Magnetic Properties of a New Family of Quaternary Ni-Mn-In-Z Heusler Alloys / A. Granovsky, V. Prudnikov, A. Kazakov, A. Zhukov, V. Zhukova, J. Gonzales, I. Dubenko // Proceedings of International Conference Electrodynamics of Complex Materials for Advanced Technologies PLASMETA'll. Samarkand, Uzbekistan. 21-26 September. P. 37.

9. Magnetocaloric effect and multifunctional properties of Mn-based Heusler alloys / I. Dubenko, A.K. Pathak, A. Kazakov, V.N. Prudnikov, S. Stadler, A.B. Granovsky, N. Ali // Moscow International Symposium on Magnetism: Abstracts of MISM-2011. Moscow, Russia. 21-25 August 2011. P. 550.

10. Magnetocaloric effect in Ni-Mn-In based Heusler alloys: direct measurements of adiabatic changes of temperature near phase transitions / V.N. Prudnikov, A.M. Saletsky, A.P. Kazakov, I.S. Dubenko, A.B. Granovsky, P.N. Konovalov, O.S. Ivanova, M.V. Prudnikova, A.K. Pathak, N. Ali, A.P. Zhukov // Moscow International Symposium on Magnetism: Abstracts of MISM-2011. Moscow, Russia. 21-25 August 2011. P. 626.

11. Anomalous and ordinary Hall effects in Ni-Mn-In-Z Heusler alloys / A.P. Kazakov, V.N. Prudnikov, A.B. Granovsky, M.V. Prudnikova, I.S. Dubenko, A.K. Pathak, N. Ali, A.P. Zhukov // Moscow International Symposium on Magnetism: Abstracts of MISM-2011. Moscow, Russia. 21-25 August 2011. P. 631.

12. Phase transitions, magneto transport and magnetocaloric effect in a new family of quaternary Ni-Mn-In-Z Heusler alloys / A.P. Kazakov, V.N. Prudnikov, A.B. Granovsky, N.S. Perov, P.N. Konovalov, I. Dubenko, N. Ali, A. Zhukov, J. Gonzalez // Recent Trends in Nanomagnetism, Spintronic and their Applications: Abstracts of RTNSA-2011. Ordizia, Spain. 1-4 June 2011. P. 173.

13. Магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера на основе Ni-Mn-In / А.П. Казаков // Сборник тезисов докладов международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2011 ».-Москва, 2011.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Казаков, Александр Павлович, 2012 год

Список используемой литературы

1. Kitanovski, A. Application of magnetic refrigeration and it's assessment. A feasibility study. / A. Kitanovski, M. Diebold, D. Vuarnoz, et al.: Final report 101776/152191. Yverdon-les-Bains, Switzerland: Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud HEIG-VD, 2008. P. 1—42.

2. Yu, B.F. Review on research of room temperature magnetic refrigeration / B.F. Yu, Q. Gao, B. Zhang, et al. // Int. Journal of Refrigeration. 2003. Vol. 26. P. 622-636.

3. Zimm, C. Description and performance of a near-room temperature magnetic refrigerator / C. Zimm, A. Jastrab, A. Sternberg, et al. // Advances in Cryogenic Engineering. 1998. Vol. 43. P.1759-1766.

4. Pecharsky, V.K. Giant Magnetocaloric Effect in Gd5(Si2Ge2) / V.K. Pecharsky, K.A.J. Gschneidner // Phys. Rev. Lett. 1997. Vol. 78. P. 4494-4497.

5. Dubenko, I. Magnetocaloric effects in Ni-Mn-X based Heusler alloys with X = Ga, Sb, In /1. Dubenko, M. Khan, A.K. Pathak, et al. // JMMM. 2009. Vol. 321. P. 754-757.

6. Zhang, W. Magnetism and Hall effect of the Heusler alloy Co2ZrSn synthesized by melt-spinning process / W. Zhang, Q. Qian, Y. Sui, et al. // JMMM. 2006. Vol. 299. P. 255-259.

7. Zhu, Z. Anomalous Hall effect in quarternary Heusler-type NisoMn^FesGa^ melt-spun ribbons / Z. Zhu, O.S. Wing, G. Wu // APL. 2009. Vol. 95. P. 032503.

8. Dubenko, I. Giant Hall effect in Ni-Mn-In Heusler alloys / I. Dubenko, A.K. Pathak, S. Stadler, et al. // Phys. Rev. В. 2009. Vol. 80. P. 092408.

9. Graf, T. Simple rules for the understanding of Heusler compounds / T. Graf, C. Felser, S.S.P. Parkin // Progress in Solid State Chemistry. 2011. Vol. 39. P. 1-50.

10. Heusler, F. Über magnetische Manganlegierungen / F. Heusler // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. 1903. Vol. 5. P. 219.

11. Acet, M. Magnetic-Field-Induced Effects in Martensitic Heusler-Based Magnetic Shape Memory Alloys / M. Acet, L. Manosa, A. Planes // Handbook of Magnetic Materials. 2011. Vol. 19. P. 231-289.

12. de Groot, R.A. New Class of Materials: Half-Metallic Ferromagnets / R.A. de Groot, F.M. Mueller, P.G. van Engen, et al. // Phys. Rev. Lett. 1983. Vol. 50. P. 2024-2027.

13. Ullakko, К. Large magnetic-field-induced strains in Ni2MnGa single crystals / K. Ullakko, J.K. Huang, C. Kantner, et al. //APL. 1996. Vol. 69. P. 1966-1968.

14. Счастливцев, В. M. Мартеиситное превращение в магнитном поле / В.М. Счастливцев, Ю.В. Калетина, Е.А. Фокина. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 324 стр.

15. Вилби, Б.А. Мартенситные превращения / Б.А. Вилби, И.В. Христиан // УФН. 1960. Т. 70, №3. С. 515-564.

16. Васильев, А.Н. Ферромагнетики с памятью формы / А.Н. Васильев, В.Д. Бучельников, Т. Такаги и др. // Успехи физ. наук. 2003. Т. 173, № 6. С. 577-608.

17. Ma, Y.Q. Thermal stability of the Ni54Mn2sGa2i Heusler alloy with high temperature transformation / Y.Q. Ma, C.B. Jiang, G. Feng, et al. // Scripta Mater. 2003. Vol. 48. P. 365-369.

18. Webster, P. J. Magnetic order and phase transition in Ni2MnGa / P.J. Webster, K.R.A. Ziebeck, S.L. Town, et al. // Philos. Mag. B. 1984. Vol. 49. P. 295-310.

19. Chemenko, V.A. Sequence of martensitic transformations in Ni-Mn-Ga alloys / V.A. Chernenko, C. Segui, E. Cesari, et al. // Phys. Rev. B. 1998. Vol. 57. P. 2659-2662.

20. Krenke, T. Ferromagnetism in the austenitic and martensitic states of Ni-Mn-In alloys / T. Krenke, M. Acet, E.F. Wassermann // Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73. P. 174413-10.

21. Sutou, Y. Magnetic and martensitic transformations of NiMnX (X = In, Sn, Sb) ferromagnetic shape memory alloys / Y. Sutou, Y. Imano, N. Koeda, et al. // Appl. Phys. Lett. 2004. Vol. 85. P. 4358-4360.

22. Buchelnikov, V. D. Theoretical modeling of magnetocaloric effect in Heusler Ni-Mn-In alloy by Monte Carlo study / V.D. Buchelnikov, V.V. Sokolovskiy, S.V. Taskaev, et al. // Materials Science Forum. 2010. Vol. 635. P. 137-142.

23. Webster, P.J. Heusler Alloys / P.J. Webster, K.R.A. Ziebeck // Alloys and Compounds of d-Elements with main Group Elements. Part 2. / ed. Win H.R.J. Berlin: Springer, 1988. Vol. 19.С. P. 75-184.

24. Moya, X. Martensitic transition and magnetic properties in Ni-Mn-X alloys / X. Moya, L. Manosa, A. Planes, et al. // Materials Science and Engineering A. 2006. Vol. 438-440. P. 911-915.

25. Божко, А.Д. Магнитные и структурные фазовые переходы в ферромагнитных сплавах Ni2+xMni_xGa с памятью формы / А.Д. Божко, А.Н. Васильев, В.В. Ховайло и др. // ЖЭТФ. 1999. Т. 115, № 5. С. 1740-1755.

26. Sharma, V.K. A scanning Hall probe imaging study of the field induced martensite-austenite phase transition in NisoMn34lni6 alloy / V.K. Sharma, J.D. Moore, M.K. Chattopadhyay, et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2010. Vol. 22. P. 016008-8.

27. Wu, Z. Effect of Co addition on martensitic phase transformation and magnetic properties of Mn5oNi4o-xInioCox polycrystalline alloys / Z. Wu, Z. Liu, H. Yang, et al. // Intermetallics. 2011. № 19. P. 1839-1848.

28. Pathak, A.K. Magnetism and magnetocaloric effects in Ni50Mn35-xCoxIni5 Heusler alloys / A.K. Pathak, I. Dubenko, C. Pueblo, et al. // J. Appl. Phys. 2010. Vol. 107. P. 09A907-3.

29. Pathak, A.K. The effect of partial substitution of In by Si on the phase transitions and respective magnetic entropy changes of Ni5oMn35Ini5 Heusler alloy / A.K. Pathak, I. Dubenko, S. Stadler, et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. Vol. 41. P. 202004-202006.

30. Pathak, A.K. The effect of partial substitution of In by X = Si, Ge and Al on the crystal structure, magnetic properties and resistivity of NÍ5oMn35Ini5 Heusler alloys / A.K. Pathak, I. Dubenko, J.C. Mabon, et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. Vol. 42. P. 045004-045008.

31. Sharma, V.K. The effect of substitution of Mn by Fe and Cr on the martensitic transition in the NÍ5oMn34In16 alloy / V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, S.K. Nath, et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2010. Vol. 22. P. 486007-486011.

32. Sharma, V.K. Large magnetocaloric effect in Ni50Mn33.66Cro.34Ini6 alloy / V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, S.B. Roy // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. Vol. 43. P. 225001-225004.

33. Feng, Y. Investigation on martensitic transformation behavior, microstructures and mechanical properties of Fe-doped Ni-Mn-In alloys / Y. Feng, J.H. Sui, Z.Y. Gao, et al. // Materials Science and Engineering A. 2009. Vol. 507. P. 174-178.

34. Dincer, I. The effect of the substitution of Cu for Ni on magnetoresistance and magnetocaloric properties of NÍ5oMn34lni6 / I. Dincer, E. Yuazuak, Y. Elerman // Journal of Alloys and Compounds. 2011. Vol. 509. P. 794-799.

35. Hu, F.X. Effect of the introduction of H atoms on magnetic properties and magnetic entropy change in metamagnetic Heusler alloys Ni-Mn-In / F.X. Hu, J. Wang, L. Chen, et al. // APL. 2009. Vol. 95. P. 112503-3.

36. Mañosa, L. Giant solid-state barocaloric effect in the Ni-Mn-In magnetic shape-memory alloy / L. Mañosa, D. Gonzalez-Alonso, A. Planes, et al. // Nature Materials. 2010. Vol. 9. P. 478-481.

37. Sharma, V.K. The effect of external pressure on the magnetocaloric effect of Ni-Mn-In alloy / V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, S.B. Roy // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. Vol. 23. P. 366001-366011.

38. Mañosa, L. Effects of hydrostatic pressure on the magnetism and martensitic transition of Ni-Mn-In magnetic superelastic alloys / L. Mañosa, X. Moya, A. Planes, et al. II APL. 2008. Vol. 92. P. 012515-3.

39. §a§ioglu, E. First-principles calculation of the intersublattice exchange interactions and Curie temperatures of the full Heusler alloys NÍ2M11X (X=Ga,In,Sn,Sb) / E. §a§ioglu, L.M. Sandratskii, P. Bruno // Phys. Rev. B. 2004. Vol. 70. P. 024427-5.

40. Brown, P.J. Direct observation of a band Jahn-Teller effect in the martensitic phase transition of Ni2MnGa / P.J. Brown, A.Y. Bargawi, J. Crangle, et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. Vol. 11. P. 4715-4722.

41. Fujii, S. Electronic Structure and Lattice Transformation in ISfoMnGa and CoiNbSn / S. Fujii, S. Ishida, S. Asano // J. Phys. Soc. Jpn. 1989. Vol. 58. P. 3657-3665.

42. Sharma, V.K. Kinetic arrest of the first order austenite to martensite phase transition in Ni50Mn34lni6: dc magnetization studies / V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, S.B. Roy // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 76. P. 140401(R}-4-

43. Brown, P. J. The magnetic and structural properties of the magnetic shape memory compound Ni2Mn1.44Sno.56 / P-J- Brown, A.P. Grandy, K. Ishida, et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2006. Vol. 18. P. 2249-2259.

44. Oikawa, K. Effect of magnetic field on martensitic transition of Ni46Mn4iIni3 Heusler alloy / K. Oikawa, W. Ito, Y. Imano, et al. // APL. 2006. Vol. 88. P. 122507-3.

45. Han, Z.D. Large magnetic entropy changes in the Ni45.4Mn4i.5lni3.i ferromagnetic shape memory alloy / Z.D. Han, D.H. Wang, C.L. Zhang, et al. // APL. 2006. Vol. 89. P. 182507-3.

46. Bhobe, P.A. Anomalous magnetic properties in NisoMn35lni5 / P.A. Bhobe, K.R. Priolkar, A.K. Nigam // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. Vol. 41. P. 235006-235007.

47. Umetsu, R.Y. Mossbauer study on martensite phase in Ni5oMn36.557Feo.sSni3 metamagnetic shape memory alloy / R.Y. Umetsu, R. Kainuma, Y. Amako, et al. // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93. P. 042509-3.

48. Khovaylo, V.V. Magnetic properties of Ni5oMn348Ini5.2 probed by Mossbauer spectroscopy / V.V. Khovaylo, T. Kanomata, T. Tanaka, et al. // Phys. Rev. B. 2009. Vol. 80. P. 144409-7.

49. Umetsu, R.Y. Determination of the magnetic ground state in the martensite phase of Ni-Mn-Z (Z = In, Sn and Sb) off-stoichiometric Heusler alloys by nonlinear AC susceptibility / R.Y. Umetsu, A. Fujita, W. Ito, et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2011. Vol. 23. P. 326001326006.

50. Khan, M. Exchange bias behavior in Ni-Mn-Sb Heusler alloys / M. Khan, I. Dubenko, S. Stadler, et al. // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 91. P. 072510-072513.

51. Khan, M. Exchange bias in bulk Mn rich Ni-Mn-Sn Heusler alloys / M. Khan, I. Dubenko, S. Stadler, et al. // J. Appl. Phys. 2007. Vol. 102. P. 113914-4.

52. Pathak, A.K. Exchange bias in bulk Ni-Mn-In-based Heusler alloys / A.K. Pathak, M. Khan, B.R. Gautam, et al. // JMMM. 2009. Vol. 321. P. 963-965.

53. Wang, B.M. Large exchange bias after zero-field cooling from an unmagnetized state / B.M. Wang, Y. Liu, P. Ren, et al. // PRL. 2011. Vol. 106. P. 077203-077204.

54. Buchelnikov, V.D. Monte Carlo study of the influence of antiferromagnetic exchange interactions on the phase transitions of ferromagnetic Ni-Mn-X alloys (X = In, Sn, Sb) / V.D. Buchelnikov, P. Entel, S.V. Taskaev, et al. // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78. P. 184427-11.

55. Krenke, Т. Magnetic superelasticity and inverse magnetocaloric effect in Ni-Mn-In / T. Krenke, E. Duman, M. Acet, et al. // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 75. P. 104414-104416.

56. Kasper, J.S. The antiferromagnetic structure of NiMn / J.S. Kasper, J.S. Kouvel // J. Phys. Chem. Solids. 1959. Vol. 11. P. 231-238.

57. Umetsu, R.Y. Metamagnetic behaviour under high magnetic fields in Ni5oMn5o-xInx (x = 14.0 and 15.6) shape memory alloys / R.Y. Umetsu, Y. Kusakari, T. Kanomata, et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. Vol. 42. P. 075003-075005.

58. Umetsu, R.Y. Anomaly in entropy change between parent and martensite phases in the Ni5oMn34lni6 Heusler alloy / R.Y. Umetsu, W. Ito, K. Ito, et al. // Scripta Mater. 2009. Vol. 60. P. 25-28.

59. Filipov, D.A. The magnetic field influence on magnetostructural phase transition in Ni2.19Mno.8iGa / D.A. Filipov, V.V. Khovaylo, V.V. Koledov, et al. // JMMM. 2003. Vol. 258259. P. 507-509.

60. Chattopadhyay, M. K. Kinetic arrest of the first-order ferromagnetic-to-antiferromagnetic transition in Ce(Feo.96Ruo.o4)2: Formation of a magnetic glass / M.K. Chattopadhyay, S.B. Roy, P. Chaddah // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 72. P. 180401R-4.

61. Ito, W. Kinetic arrest of martensitic transformation in the NiCoMnln metamagnetic shape memory alloy / W. Ito, K. Ito, R.Y. Umetsu, et al. // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92. P. 021908-3.

62. Weiss, P. Aimantation et phenomene magngtocalorique du nickel I P. Weiss, R. Forrer // Annales de Physique. 1926. Vol. 5. P. 153.

63. Белов, К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках / К.П. Белов. Москва: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1957. 280 стр.

64. Белов, К.П. Редкоземельные магнетики и их применение / К.П. Белов. Москва: Наука, 1980. 239 стр.

65. Никитин, С.А. Магнитокалорический эффект в соединениях редкоземельных металлов с железом / С.А. Никитин, Е.В. Талалаева, JI.A. Черникова и др. // ЖЭТФ. 1974. Т. 65. С. 2058.

66. Nikitin, S.A. Features of the magnetic behavior and of the magnetocaloric effect in a single crystal of gadolinium / S.A. Nikitin, E.V. Talalaeva, L.A. Chernikova, et al. // JETP. 1978. Vol. 74. P. 205-209.

67. Nikitin, S.A. Magnetic phase transformations and the magnetocaloric effect in single crystals of Tb-Y alloys / S.A. Nikitin, A.S. Andreenko, G.E. Chuprikov, et al. // JETP. 1977. Vol. 73. P. 228-232.

68. Вонсовский, C.B. Магнетизм. Магнитные свойства диа-, пара -, ферро-, антиферро-,

и ферримагнетиков / С.В. Вонсовский. Москва: Наука, 1971. 1032 стр.

69. Андреенко, А.С. Магнитокалорические эффекты в редкоземельных магнетиках / А.С. Андреенко, К.П. Белов, С.А. Никитин и др. // Успехи физ. наук. 1989. Т. 158, № 4. С. 553-579.

70. Pecharsky, V. К. Thermodynamics of the magnetocaloric effect / V.K. Pecharsky, K.A.J. Gschneidner, A.O. Pecharsky, et al. // Phys. Rev. B. 2001. Vol. 64. P. 144406-144413.

71. Tishin, A.M. Magnetocaloric effect and heat capacity in the phase-transition region / A.M. Tishin, K.A.J. Gschneidner, V.K. Pecharsky // Phys. Rev. B. 1999. Vol. 59. P. 503-511.

72. Pecharsky, V. K. Superheating and other unusual observations regarding the first order phase transition in Dy / V.K. Pecharsky, K.A.J. Gschneidner, D. Fort // Scripta Mater. 1996. Vol. 35. P. 843-348.

73. Tishin, A. M. The magnetocaloric effect and its applications / A.M. Tishin, Y.I. Spichkin. Bristol, Phyladelphia: Inst. Of Physics Publishing, 2003. 475 p.

74. Gschneidner, K.A.Jr. Magnetocaloric materials / K.A.J. Gschneidner, V.K. Pecharsky // Annu. Rev. Mater. Sci. 2000. Vol. 30. P. 387-429.

75. Ховайло, B.B. Ферромагнетики с памятью формы: фазовые переходы и функциональные свойства / В.В. Ховайло: Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Москва, 2010. 301 стр.

76. de Campos, A. Ambient pressure colossal magnetocaloric effect tuned by composition in MnbxFexAs / A. de Campos, D.L. Rocco, A.M.G. Carvalho, et al. // Nat. Mater. 2006. Vol. 5. P. 802-804.

77. Balli, M. The "colossal" magnetocaloric effect in Mni-xFexAs: What are we really measuring? / M. Balli, D. Fruchart, D. Gignoux, et al. // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 95. P. 072509-3.

78. Gschneidner, K. A. Jr. Recent developments in magnetocaloric materials / K.A.J. Gschneidner, V.K. Pecharsky// Rep. Prog. Phys. 2005. Vol. 68. P. 1479-1539.

79. Pareti, L. Giant entropy change at the co-occurrence of structural and magnetic transitions in the Ni2.i9Mno.8iGa Heusler alloy / L. Pareti, M. Solzi, F. Albertini, et al. // Eur. Phys. J. B. 2003. Vol. 32. P. 303-307.

80. Albertini, F. Composition dependence of magnetic and magnetothermal properties of Ni-Mn-Ga shape memory alloys / F. Albertini, F. Сапера, S. Cirafici, et al. // JMMM. 2004. Vol. 272-276 (part III). P. 2111-2112.

81. Pathak, A.K. Large magnetic entropy change in Ni50Mn50-xInx Heusler alloys / A.K. Pathak, M. Khan, I. Dubenko, et al. // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 90. P. 262504-3.

82. Hu, F.X. Large magnetic entropy change with small thermal hysteresis near room

temperature in metamagnetic alloys Ni5iMn49-xInx / F.X. Hu, J. Wang, J. Shen, et al. // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 105. P. 07A940-3.

83. Liu, F.S. Magnetocaloric effect in high Ni content Ni52Mn48-xInx alloys under low field change / F.S. Liu, Q.B. Wang, W.Q. Ao, et al. // JMMM. 2012. Vol. 324. P. 514-518.

84. Sharma, V.K. Elevating the temperature regime of the large magnetocaloric effect in a Ni-Mn-In alloy towards room temperature / V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, L.S. Sharath Chandra, et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. Vol. 44. P. 145002-145005.

85. Sasso, C.P. Enhanced field induced martensitic phase transition and magnetocaloric effect in Ni55Mn2oGa25 metallic foams / C.P. Sasso, P. Zheng, V. Basso, et al. // Intermetallics. 2011. Vol. 19. P. 952-956.

86. Aliev, A.M. Magnetocaloric effect in ribbon samples of Heusler alloys Ni-Mn-M (M=In,Sn) / A.M. Aliev, A.B. Batdalov, V.G. Shavrov, et al. // APL. 2010. Vol. 97. P. 212505-3.

87. Guan, W. Large magnetocaloric effect at low magnetic field in Ni5o-xCoxMn35lni5 ribbons / W. Guan, Q.R. Liu, B. Gao, et al. // J. Appl. Phys. 2011. Vol. 109. P. 07A903-3.

88. Raj Kumar, D.M. Structure, magneto-structural transitions and magnetocaloric properties in Ni5o-xMn37+xIni3 melt spun ribbons / D.M. Raj Kumar, N.V. Rama Rao, M. Manivel Raja, et al. // JMMM. 2012. Vol. 324. P. 26-32.

89. Liu, J. Influence of annealing on magnetic field-induced structural transformation and magnetocaloric effect in Ni-Mn-In-Co ribbons / J. Liu, T.G. Woodcock, N. Scheerbaum, et al. // Acta Materialia. 2009. Vol. 57. P. 4911-4920.

90. Aksoy, S. Tailoring magnetic and magnetocaloric properties of martensitic transitions in ferromagnetic Heusler alloys / S. Aksoy, T. Krenke, M. Acet, et al. // Appl. Phys. Lett. 2007. Vol. 91. P. 241916-3.

91. Khovaylo, V. V. Adiabatic temperature change at first-order magnetic phase transitions: Ni2.19Mno.8iGa as a case study / V.V. Khovaylo, K.P. Skokov, V.G. Shavrov, et al. // Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78. P. 060403-060404.

92. Khovaylo, V. V. Peculiarities of the magnetocaloric properties in Ni-Mn-Sn ferromagnetic shape memory alloys / V.V. Khovaylo, K.P. Skokov, V.G. Shavrov, et al. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 81. P. 214406.

93. Moya, X. Cooling and heating by adiabatic magnetization in the Ni5oMn34lni6 magnetic shape-memory alloy / X. Moya, L. Manosa, A. Planes, et al. // Phys. Rev. B. 2007. Vol. 75. P. 184412-184415.

94. Li, B. Magnetostructural coupling and magnetocaloric effect in Ni-Mn-In / B. Li, W.J. Ren, Q. Zhang, et al. // Appl. Phys. Lett. 2009. Vol. 95. P. 172506-3.

95. Квасников, И.А. Термодинамика и статистическая физика. / И.А. Квасников.

Москва: Едиториал УРСС, 2002. Vol. Т. 1: Теория равновесных систем. Термодинамика. 240 стр.

96. Vasiliev, A.N. On the electronic origin of the inverse magnetocaloric effect in Ni-Co-Mn-In Heusler alloys / A.N. Vasiliev, O. Heczko, O.S. Volkova, et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. Vol. 43. P. 055004-055007.

97. Stohr, J. Magnetism from fundamentals to nanoscale dynamics / J. Stohr, H.C. Siegmann. Springer, 2006. Vol. 152. 820 p.

98. Rossiter, P.L. The electrical resistivity of metals and alloys / P.L. Rossiter. Cambridge University Press, 1987. 434 p.

99. Hall, E. On a new action of the magnet on electric currents / E. Hall // Philos. Mag. 1880. Vol. 10. P. 301.

100. Hall, E. On the rotational coefficient in nickel and cobalt / E. Hall // Phil. Mag. 1881. Vol. 12. P. 157.

101. Pugh, E.M. Hall Effect in Ferromagnetic Materials / E.M. Pugh, N. Rostoker // Reviews of Modern Physics. 1953. Vol. 25. P. 151-157.

102. Hurd, C.M. The Hall Effect in Metals and Alloys / C.M. Hurd. New York: Plenum Press, 1972. 400 p.

103. Nagaosa, N. Anomalous Hall Effect —A New Perspective— / N. Nagaosa // J. Phys. Soc. Jpn. 2006. Vol. 75. P. 042001-042012.

104. Sinitsyn, N.A. Semiclassical theories of the anomalous Hall effect / N.A. Sinitsyn // J. Phys.: Condens. Matter. 2008. Vol. 20. P. 023201-023217.

105. Nagaosa, N. Anomalous Hall effect / N. Nagaosa, J. Sinova, S. Onoda, et al. // Reviews of Modern Physics. 2010. Vol. 82. P. 1539-1592.

106. Ведяев, A.H. Кинетические эффекты в неупорядоченных ферромагнитных сплавах / А.Н. Ведяев, А.Б. Грановский, О.А. Котельникова. Москва: Изд-во МГУ, 1992. 160 стр.

107. Hirsch, J.E. Overlooked contribution to the Hall effect in ferromagnetic metals / J.E. Hirsch // Phys. Rev. B. 1999. Vol. 60. P. 14787-14792.

108. Karplus, R. Hall effect in ferromagnetics / R. Karplus, J.M. Luttinger // Phys. Rev. 1954. Vol. 95. P. 1154-1160.

109. Smit, J. The spontaneous hall effect in ferromagnetics I / J. Smit // Physica. 1955. Vol. 21, №6-10. P. 877-887.

110. Smit, J. The spontaneous hall effect in ferromagnetics II / J. Smit // Physica. 1958. Vol. 24, № 1-5. P. 39-51.

111. Berger, L. Influence of spin-orbit interaction on the transport processes in ferromagnetic nickel alloys, in the presence of a degeneracy of the 3d band / L. Berger // Physica. 1964. Vol.

30, №6. P. 1141-1159.

112. Sharma, V.K. Large magnetoresistance in Ni50Mn34lni6 alloy I V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, K.H.B. Shaeb, et al. //APL. 2006. Vol. 89. P. 222509-3.

113. Wang, B.M. Strong thermal-history-dependent magnetoresistance behavior in Ni49.5Mn34.5lni6 / B.M. Wang, L. Wang, Y. Liu, et al. // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 106. P. 063909.

114. Yu, S.Y. Large magnetoresistance in single-crystalline Ni5oMn5o-xInx alloys (x=14—16) upon martensitic transformation / S.Y. Yu, Z.H. Liu, G.D. Liu, et al. // APL. 2006. Vol. 89. P. 162503.

115. Pathak, A.K. Phase transitions and magnetoresistance in Ni50Mn50-xInx Heusler alloys / A.K. Pathak, B.R. Gautam, I. Dubenko, et al. // J. Appl. Phys. 2008. Vol. 103. P. 07F315.

116. Pathak, A.K. Magnetoresistance and magnetocaloric effect at a structural phase transition from a paramagnetic martensitic state to a paramagnetic austenitic state in Ni50Mn36.5lni3.5 Heusler alloys / A.K. Pathak, I. Dubenko, C. Pueblo, et al. // APL. 2010. Vol. 96. P. 172503.

117. Pathak, A.K. Magnetic and electrical properties of Ni5oMn35Ini5-xSix Heusler alloys / A.K. Pathak, I. Dubenko, S. Stadler, et al. // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 105. P. 07B103.

118. Nayak, A.K. Anomalous effects of repeated martensitic transitions on the transport, magnetic and thermal properties in Ni-Co-Mn-Sb Heusler alloy / A.K. Nayak, K.G. Suresh, A.K. Nigam // Acta Materialia. 2011. Vol. 59. P. 3304-3312.

119. McAlister, S.P. Galvanomagnetic effects in the Ni2MnSn Heusler alloy / S.P. McAlister, I. Shiozaki, C.M. Hurd, et al. // J. Phys. F: Metal Phys. 1981. Vol. 11. P. 2129-2138.

120. Husmann, A. Temperature dependence of the anomalous Hall conductivity in the Heusler alloy Co2CrAl / A. Husmann, L.J. Singh // Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73. P. 172417.

121. Белов, К.П. Эффект Холла в ферритах / К.П. Белов, Е.П. Свирина // УФН. 1968. Т. 96, № 1.С. 21-38.

122. Joseph, R.I. Ballistic Demagnetizing Factor in Uniformly Magnetized Rectangular Prisms / R.I. Joseph // J. Appl. Phys. 1967. Vol. 38. P. 2405-2406.

123. Kanomata, T. Magnetic properties on magnetic shape memory alloys Ni2Mni+xIni_x / T. Kanomata, T. Yasuda, S. Sasaki, et al. // JMMM. 2009. Vol. 321. P. 773-776.

124. Rama Rao, N.V. Large low-field inverse magnetocaloric effect near room temperature in Ni5o-xMn37+xIni3 Heusler alloys / N.V. Rama Rao, R. Gopalan, V. Chandrasekaran, et al. // Appl. Phys. A. 2010. Vol. 99. P. 265-270.

125. Bourgault, D. Large inverse magnetocaloric effect in Ni45Co5Mn37.5lni2.5 single crystal above 300 К / D. Bourgault, J. Tillier, P. Courtois, et al. // Appl. Phys. Lett. 2010. Vol. 96. P. 132501-132503.

126. Oesterreicher, H. Magnetic cooling near Curie temperatures above 300 К / H. Oesterreicher, F.T. Parker//J. Appl. Phys. 1984. Vol. 55. P. 4334-4338.

127. Franco, V. Field dependence of the adiabatic temperature change in second order phase transition materials: Application to Gd / V. Franco, A. Conde, J.M. Romero-Enrique, et al. // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 106. P. 103911-103914.

128. Franco, V. Field dependence of the magnetocaloric effect in materials with a second order phase transition: A master curve for the magnetic entropy change / V. Franco, J.S. Blazquez, A. Conde // APL. 2006. Vol. 89. P. 222512-222513.

129. Franco, V. Field dependence of the magnetocaloric effect in Gd and (Eri-xDyx)Al2: Does a universal curve exist? / V. Franco, A. Conde, V.K. Pecharsky, et al. // A Letters Journal Exploring the Frontiers of Physics. 2007. Vol. 79. P. 47009-pl-47009-p5.

130. Sharma, V.K. Magnetocaloric effect in Heusler alloys Ni5oMn34lni6 and Ni5oMn34Sni6 / V.K. Sharma, M.K. Chattopadhyay, R. Kumar, et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. Vol. 19. P.496207-496212.

131. Pathak, A.K. Effect of partial substitution of Ni by Co on the magnetic and magnetocaloric properties of Ni5oMn35Ini5 Heusler alloy / A.K. Pathak, I. Dubenko, Y. Xiong, et al. // J. Appl. Phys. 2011. Vol. 109. P. 07A916-3.

132. Chattopadhyay, M.K. Contrasting magnetic behavior of Ni50Mn35Inl5 and Ni5oMn34.5lni5.5 alloys / M.K. Chattopadhyay, M.A. Manekar, V.K. Sharma, et al. // J. Appl. Phys. 2010. Vol. 108. P. 073909-073910.

133. Курдюмов, Г.В. Явления закалки и отпуска стали / Г.В. Курдюмов. Москва: Металлуртиздат, 1960. 64 стр.

134. Khovaylo, V.V. Influence of Fe and Co on Phase Transitions in Ni-Mn-Ga Alloys / V.V. Khovaylo, V.V. Koledov, V.G. Shavrov, et al. // Materials Transactions. 2003. Vol. 44. P. 2509-2512.

135. Obrado', E. Stability of the bee phase of Cu-Al-Mn shape-memory alloys / E. Obrado', L. Manosa, A. Planes // Phys. Rev. B. 1997. Vol. 56. P. 20-23.

136. Mikhailovsky, Yu.O. A novel family of glass-coated microwires: Ni-Mn-In Heusler alloys / Y.O. Mikhailovsky, A.P. Kazakov, V.N. Prudnikov, et al. // Book of Abstracts MISM 2011. Moscow, 2011. P. 630.

137. Xuan, H.C. Large exchange bias field in the Ni-Mn-Sn Heusler alloys with high content of Mn / H.C. Xuan, Q.Q. Cao, C.L. Zhang, et al. // APL. 2010. Vol. 96. P. 202502-1-3.

138. Kiwi, M. Exchange Bias Theory / M. Kiwi // JMMM. 2001. Vol. 234. P. 584-595.

139. Mooij, J.H. Electrical conduction in concentrated disordered transition metal alloys / J.H. Mooij // Phys. Stat. Sol. (a). 1973. Vol. 17. P. 521-530.

140. Nagel, S.R. Metallic Glasses / S.R. Nagel // Adv. Chem. Phys. 1982. Vol. 51. P. 227271.

141. Laughlin, R.B. Exchange theory of resistivity saturation / R.B. Laughlin // Phys. Rev. B: Condens. Mater. 1982. Vol. 26. P. 3479-3483.

142. Granovsky, A.B. Extraordinary Hall effect (EHE) of ferromagnetic composites in the effective medium approximation / A.B. Granovsky, A.V. Vedyayev, F. Brouers // JMMM. 1994. Vol. 136. P. 229-232.

Благодарности

Автор выражает благодарность своему научному руководителю Прудникову Валерию Николаевичу за чуткое руководство и выбор интересной темы для диссертации; Грановскому Александру Борисовичу за ценные советы и помощь в интерпретации результатов; Дубенко Игорю Сергеевичу за предоставленные образцы; Радковской Анне Александровне за внимательное прочтение текста диссертации и высказанные ценные замечания; Коновалову Павлу Николаевичу и Ивановой Ольге Сергеевне за участие в проведении измерений магнитокалорического эффекта.