亚稳与退火态成分复杂合金中的磁性
材料科学
2021-11-25 v1
摘要
成分复杂材料(CCMs)在磁性材料设计中呈现出潜在的范式转变。这些合金表现出长程结构有序而化学有序有限或缺失。结果,存在极端的局域环境并伴随巨大的对立磁能项,可引发磁行为的显著变化。本工作中给出了(Cr, Mn, Fe, Ni)合金的磁性质。这些材料通过室温组合溅射制备,获得一系列具有单一BCC结构相且无化学有序的组分。该组合生长技术使CCMs可在其热力学稳定相之外制备,从而能够探索原本不可及的有序态。这些合金中铁磁与反铁磁相互作用的混合导致受阻磁行为,造成极低的矫顽力(<1 mT),并在50 K时迅速增大。低温下矫顽力达到近500 mT,可与某些高各向异性磁性材料相比。与矫顽力发散同时发生的是温度依赖磁化强度的非典型下降。这些效应由包含铁磁、反铁磁及受阻磁区域的混合磁相模型解释,并通过模拟加以阐明。采用机器学习算法可视化参数空间并指导后续组分开发。将样品在600 {\deg}C退火使样品有序化,居里温度翻倍有余,饱和磁化强度提升多达5倍。同时,大矫顽力被抑制,导致在350 K范围内磁行为基本与温度无关。
引用
@article{arxiv.2111.12188,
title = {Magnetism in Metastable and Annealed Compositionally Complex Alloys},
author = {Nan Tang and Lizabeth Quigley and Walker L. Boldman and Cameron S. Jorgensen and Rémi Koch and Daniel O'Leary and Hugh R. Meda and Philip D. Rack and Dustin A. Gilbert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.12188},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 6 figures