[發(fā)明專利]一種錳基納米晶/非晶復合結構合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110661600.2
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113388766B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 羅廳;楊元政
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: C22C22/00
• 分類號: C22C22/00;C22C45/00;C21D9/52;C22F1/16;C22C1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉思言

本申請屬于復合結構合金技術領域，尤其涉及一種錳基納米晶/非晶復合結構合金及其制備方法。本申請的錳基納米晶/非晶復合結構合金，通式為：Mn_balSi_aB_bM_cR_dT_e；bal≥55；a為10≤a＜30；b為5＜b≤12；M選自Fe、Co、Ni或Cr中的一種或幾種，c為0≤c≤25；R選自Ag、Mg和Cu中的一種或幾種，d為0≤d≤5；T選自Zr、Ti、V、Nb、Hf和Ta中的一種或幾種，e為0≤e≤8。本申請?zhí)峁┝艘环N錳基納米晶/非晶復合結構合金具有優(yōu)異的磁性轉變特性和豐富的磁結構，提供了一種寬溫域零磁場穩(wěn)定的斯格明子磁結構材料的可能性，在自旋電子學領域具備的學術研究價值和潛在的實際應用價值。

技術領域

本申請屬于復合結構合金技術領域，尤其涉及一種錳基納米晶/非晶復合結構合金及其制備方法。

背景技術

在合金或復合材料中，組分之一出現(xiàn)一維、二維或三維尺度上的納米化，往往表現(xiàn)出更為優(yōu)異的結構與性能。Fe-基、Co-基，Mg-基、Al-基等合金的納米晶/非晶雙相復合結構材料的制備，顯示特別突出的性能。Mn在過渡族金屬元素中是一種具有奇特結構與磁性的金屬元素。然而，現(xiàn)有錳基非晶合金的文獻報道，而且主要是利用磁控濺射法和機械球磨法制備二元體系(如Mn-Si、Mn-Ge、Mn-C、Mn-B、Mn-Zr、Mn-Y等)的錳基非晶合金薄膜或粉末，并在這些錳基非晶態(tài)樣品中發(fā)現(xiàn)自旋玻璃轉變行為，但是并未涉及錳基非晶/納米晶材料顆粒的探究。

磁斯格明子是一種具有拓撲保護特性的渦旋狀的磁結構。這種磁結構因為具有非平庸的拓撲保護性質、局域的粒子特性(尺寸最小可達3nm)、靈活的動力學特性(可被磁場、電場、電流等調控)等，有望作為新一代磁存儲基本單元實現(xiàn)高密度、低能耗、非易失性信息存儲。除了磁儲存，還可以利用斯格明子豐富而新奇的物理特性實現(xiàn)邏輯運算、類晶體管結構、納米振蕩器等，在電子學領域可實現(xiàn)同時利用電子電荷和自旋雙重屬性，設計出功能更為高效的微電子學器件。

然而，目前發(fā)現(xiàn)的磁斯格明子材料，大多數材料中的斯格明子拓撲磁結構需要在低溫和外磁場的雙重作用下才可以穩(wěn)定，只有極少數材料達到室溫以上，但還需一定的外磁場加以穩(wěn)定，可見，在室溫下零磁場能穩(wěn)定的磁斯格明子的材料極稀少。因此，尋找一種具有寬溫域零磁場穩(wěn)定的斯格明子磁結構材料是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N錳基納米晶/非晶復合結構合金及其制備方法，該復合結構合金具有優(yōu)異的磁性轉變特性和豐富的磁結構，提供了一種寬溫域零磁場穩(wěn)定的斯格明子磁結構材料的可能性，在自旋電子學領域具備的學術研究價值和潛在的實際應用價值。

本申請第一方面提供了一種錳基納米晶/非晶復合結構合金，其通式如下：

Mn_balSi_aB_bM_cR_dT_e；

所述通式中，Mn_bal表示以Mn為主要組元的合金體系，其原子摩爾數bal≥55；Si元素的摩爾數a滿足10≤a＜30；B元素的摩爾數b滿足5＜b≤12；M選自Fe、Co、Ni或Cr元素中的一種或幾種，且原子摩爾數c為0≤c≤25；R選自Ag、Mg和Cu元素中的一種或幾種，且其原子摩爾數d為0≤d≤5；T選自Zr、Ti、V、Nb、Hf和Ta中的一種或幾種，且滿足原子數e滿足0≤e≤8；bal+a+b+c+d+e之和的原子摩爾數為100。

另一實施例中，所述M元素和所述T元素同時存在；所述M元素和所述T元素同時不存在；所述R元素和所述T元素同時存在。

另一實施例中，所述M選自Fe。

另一實施例中，所述R選自Ag或Cu。

另一實施例中，所述T選自Nb、Zr或V中的一種。