La（Fe，Si）13型化合物由中科院物理所沈保根院士等人發(fā)現，近20年來，這(zhè)種(zhǒng)巨磁熱效應相變材料受到了國(guó)際磁學(xué)領域的廣泛關注，尤其是在其晶格中引入間隙氫原子，可以使材料的居裡(lǐ)溫度擴展到室溫以上，并維持材料本征的巨磁熵變性能(néng)，拓寬了材料的制冷溫區和應用範圍，氫化物已逐漸成(chéng)爲磁制冷樣(yàng)機青睐的實用工質。但關于氫原子占位、氫原子容納量和居裡(lǐ)溫度的影響因素等構性關系并沒(méi)有一緻結論。

　　最近，甯波材料所稀土磁性功能(néng)材料實驗室博士研究生邵豔豔等人利用上海同步輻射光源硬X射線，研究了镧系磁熱化合物及其氫化物的晶體結構，在磁體積相變材料中首次建立了局域精細結構與磁性質之間的内在關聯。研究人員首先通過(guò)分析拓展邊X射線精細結構EXAFS譜，變換傅裡(lǐ)葉和反傅裡(lǐ)葉關系，并對(duì)振蕩函數進(jìn)行拟合，從而精确優化了晶格參數，構建了更加準确的晶格模型，證實了氫原子占據2個FeI, 4個FeII/Si中心的24d位置。另外，我們知道(dào)晶胞中氫原子含量決定了磁體積相變的轉變溫度，即居裡(lǐ)溫度，但是晶胞最多能(néng)容納氫原子的飽和量并無定論。以往研究認爲飽和氫含量和晶格體積的大小有關，也有學(xué)者發(fā)現充氫後(hòu)居裡(lǐ)溫度對(duì)壓力的依賴變小，即認爲氫化物中氫原子和周圍化學(xué)環境存在價電子轉移現象。本工作通過(guò)觀察La的X射線吸收近邊結構XANES譜，觀察到白線峰在充氫後(hòu)顯著降低，直接證明了La原子局域環境影響著(zhe)La與氫原子之間的價電子轉移并決定容氫能(néng)力大小，晶格體積對(duì)氫容量的作用次之。最後(hòu)，關于La（Fe，Si）13居裡(lǐ)溫度的決定因素，一般認爲由晶格體積和Fe的d電子以及Si的s電子間的軌道(dào)雜化共同作用，有研究通過(guò)數據對(duì)比間接表明軌道(dào)雜化起(qǐ)主導作用。我們利用Fe元素K邊XANES邊前峰來直接表征雜化作用的強弱關系，在Fe含量高的化合物中，Fe元素K邊前峰更強烈，表明3d軌道(dào)有更多的空帶，導緻多數3d電子從局域态轉移到巡遊态，其局域電子降低使得Fe-Si雜化減弱，帶來居裡(lǐ)溫度降低，因此揭示了Fe的d電子和Si的s電子雜化程度極大影響了居裡(lǐ)溫度高低。而對(duì)于氫化物而言，邊前峰基本重合表明了Fe與Si的雜化程度相似，因而氫化物主要由晶格體積因素，而非軌道(dào)雜化決定居裡(lǐ)溫度。

　　這(zhè)種(zhǒng)基于電子層面(miàn)的精細結構表征技術首次應用于LaFeSi磁熱材料的研究，對(duì)理解巨磁熵機理有著(zhe)較強的啓發(fā)作用，對(duì)原子摻雜或元素替代調控居裡(lǐ)溫度起(qǐ)到工程上的指導作用，也爲研究和挖掘磁熱材料的新體系和新功能(néng)提供了借鑒思路。該研究工作受到國(guó)家重點研發(fā)計劃資助（2017YFB0702703），成(chéng)果最近發(fā)表在Acta Materialia (2018, v.150, p.206) 上。

　　（稀土實驗室  邵豔豔 劉劍）