Effects of short-range order and long-range order on the low-temperature specific heat of Ni3Fe alloys

Low-temperature measurements of the specific heat of configurationally long-range ordered and short-range ordered NiFe alloys are presented, for the composition range from 70 to 75 at% Ni. The low-temperature specific heat is given by the equation cp = γT + βT3 + αT3/2, the terms corresponding to the electronic, lattice, and spin-wave contributions, respectively. It is clear that a spin-wave term is necessary to explain the experimental results. The coefficients γ and β decrease significantly both with short-range ordering and long-range ordering. The variation with composition of γ and of the Debye temperature θD (deduced from β) is determined. The change in γ and θD on long-range ordering is found to remain the same in the composition range investigated. The change in the Debye temperature on ordering is consistent with the change in the elastic properties. The effects on the electronic term are mainly associated with changes in the density of states at the Fermi level. The results are discussed in terms of the existing theoretical calculations for the effect of ordering on the electronic structure of Ni3Fe. Des mesures de chaleur specifique a basse temperature ont ete effectuees, pour des alliages NiFe de compositions comprises entre 70 et 75 at% Ni, ordonnes a courte et a grande distance. La chaleur specifique a basse temperature est donnee par l'equation cp = γT + βT3 + αT3/2, dont les termes correspondent successivement aux contributions electronique, de reseau, et des ondes de spin. Il est clair qu'un terme d'onde de spin est necessaire pour expliquer les resultats experimentaux. Les coefficients γ et β diminuent de facon significative avec l'etablissement de l'ordre a courte et a grande distance. L'evolution, en fonction de la composition, de γ et de la temperature de Debye θD (deduite de β) a ete determinee. La diminution de γ et l'augmentation de θD avec l'ordre a grande distance restent les měmes dans tout le domaine de composition etudie. L'augmentation de θD avec l'ordre est en accord avec l'evolution des proprietes elastiques. La diminution du terme electronique est attribuee essentiellement a des changements dans la densite d'etats au niveau de Fermi. Les resultats sont discutes en fonction des calculs theoriques existants sur l'effet de l'ordre sur la structure electronique de Ni3Fe.