[發(fā)明專利]一種錳基納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)合金及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110661600.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN113388766B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅廳;楊元政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C22/00
• 分類號(hào): C22C22/00;C22C45/00;C21D9/52;C22F1/16;C22C1/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉思言

本申請(qǐng)屬于復(fù)合結(jié)構(gòu)合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種錳基納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)合金及其制備方法。本申請(qǐng)的錳基納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)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(qǐng)?zhí)峁┝艘环N錳基納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)合金具有優(yōu)異的磁性轉(zhuǎn)變特性和豐富的磁結(jié)構(gòu)，提供了一種寬溫域零磁場(chǎng)穩(wěn)定的斯格明子磁結(jié)構(gòu)材料的可能性，在自旋電子學(xué)領(lǐng)域具備的學(xué)術(shù)研究價(jià)值和潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于復(fù)合結(jié)構(gòu)合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種錳基納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)合金及其制備方法。

背景技術(shù)

在合金或復(fù)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(jié)構(gòu)與性能。Fe-基、Co-基，Mg-基、Al-基等合金的納米晶/非晶雙相復(fù)合結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)與磁性的金屬元素。然而，現(xiàn)有錳基非晶合金的文獻(xiàn)報(bào)道，而且主要是利用磁控濺射法和機(jī)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(zhuǎn)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?fù)浔Ｗo(hù)特性的渦旋狀的磁結(jié)構(gòu)。這種磁結(jié)構(gòu)因?yàn)榫哂蟹瞧接沟耐負(fù)浔Ｗo(hù)性質(zhì)、局域的粒子特性(尺寸最小可達(dá)3nm)、靈活的動(dòng)力學(xué)特性(可被磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電流等調(diào)控)等，有望作為新一代磁存儲(chǔ)基本單元實(shí)現(xiàn)高密度、低能耗、非易失性信息存儲(chǔ)。除了磁儲(chǔ)存，還可以利用斯格明子豐富而新奇的物理特性實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、類晶體管結(jié)構(gòu)、納米振蕩器等，在電子學(xué)領(lǐng)域可實(shí)現(xiàn)同時(shí)利用電子電荷和自旋雙重屬性，設(shè)計(jì)出功能更為高效的微電子學(xué)器件。

然而，目前發(fā)現(xiàn)的磁斯格明子材料，大多數(shù)材料中的斯格明子拓?fù)浯沤Y(jié)構(gòu)需要在低溫和外磁場(chǎng)的雙重作用下才可以穩(wěn)定，只有極少數(shù)材料達(dá)到室溫以上，但還需一定的外磁場(chǎng)加以穩(wěn)定，可見，在室溫下零磁場(chǎng)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(chǎng)穩(wěn)定的斯格明子磁結(jié)構(gòu)材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N錳基納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)合金及其制備方法，該復(fù)合結(jié)構(gòu)合金具有優(yōu)異的磁性轉(zhuǎn)變特性和豐富的磁結(jié)構(gòu)，提供了一種寬溫域零磁場(chǎng)穩(wěn)定的斯格明子磁結(jié)構(gòu)材料的可能性，在自旋電子學(xué)領(lǐng)域具備的學(xué)術(shù)研究價(jià)值和潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

本申請(qǐng)第一方面提供了一種錳基納米晶/非晶復(fù)合結(jié)構(gòu)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(shù)bal≥55；Si元素的摩爾數(shù)a滿足10≤a＜30；B元素的摩爾數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)e滿足0≤e≤8；bal+a+b+c+d+e之和的原子摩爾數(shù)為100。

另一實(shí)施例中，所述M元素和所述T元素同時(shí)存在；所述M元素和所述T元素同時(shí)不存在；所述R元素和所述T元素同時(shí)存在。

另一實(shí)施例中，所述M選自Fe。

另一實(shí)施例中，所述R選自Ag或Cu。

另一實(shí)施例中，所述T選自Nb、Zr或V中的一種。