Physical properties of Fe2-xCrxVAl full Heusler compounds

Abstract

Um die Auswirkungen der Fe/Cr-Substitution in Fe2VAl (Fe2-xCrxVAl) auf die thermoelektrischen Eigenschaften zu untersuchen, wurden Proben mit Werten von x von 0,005 bis 0,4 synthetisiert. Es wurden Messungen der elektrischen Leitfähigkeit σ, des Seebeck-Koeffizienten S, des Hall-Effekts, der Magnetisierung und der Wärmeleitfähigkeit durchgeführt. Eine Röntgenbeugungsanalyse wurde durchgeführt, um die Strukturveränderung und die Löslichkeit von Cr in der Verbindung zu untersuchen. Die Analyse der Valenzelektronenkonzentration zeigt eine interessante Eigenschaft, die einer effektiven Valenzelektronenzahl von 7 für Chrom entspricht, im Gegensatz zu der normalerweise angenommenen Zahl von 6 für Chrom. Zusätzlich wurde die magnetische Streuung bei niedrigen Temperaturen untersucht und ein Kondo-ähnliches Verhalten beobachtet. Für die meisten Cr-Konzentrationen wurde eine Verbesserung des Power-Factors mal der Temperatur(S^2σT) beobachtet. Der höchste Wert von S^2σT von etwa 0,23 W/mK wurde bei T=320 K für x=0,025 gemessen.

To study the effects of Fe/Cr substitution in Fe2VAl (Fe2-xCrxVAl) on the thermoelectric properties, samples with values of x from 0.005 to 0.4 have been synthesized. Measurements of the electrical conductivity σ, Seebeck coefficient S, Hall effect, magnetization and thermal conductivity have been performed. X-ray diffraction analysis was done to study the structural change and Cr solubility in the compound. Valence electron concentration analysis shows a curious property which corresponds to an effective valence electron count of 7 for Chromium contrary to the usually assumed count of 6 for Chromium. Additionally, magnetic scattering at low temperatures has been studied and Kondo like behavior was observed. For most Cr concentrations an improvement of the power factor times temperature (S^2σT) was observed. The highest value of S^2σT of around 0.23W/mK was measured at T=320 K for x=0.025.