【期刊】JPCM编辑精选：Y取代FeB基非晶合金的磁性增强与结构调控 | JPhysD
该研究来自北京航空航天大学单光存教授课题组的Journal of Physics：Condensed Matter (JPCM) 期刊Emerging Leaders 2020专辑约稿工作，以表彰其在磁性合金功能材料和同步辐射X射线精细结构吸收谱学应用研究领域所作出的杰出贡献。该工作与香港城市大学石灿鸿教授和韩国高丽大学张吉亮博士合作完成。通过实验和计算从原子局域结构角度探究铁基金属玻璃的磁性起源，研究结果对于研发具备平衡的饱和磁化强度和玻璃形成能力的高性能样品具有重要意义。
据悉，该Emerging Leaders2020荣誉奖励每年评选一次，主要奖励博士毕业十年之内，在凝聚态物理基础和材料物理研究领域开展原创性研究工作，取得创新性研究成果并在各自研究方向作出杰出贡献的优秀青年物理学者。
文章介绍
Structural Tuning for Enhanced Magnetic Performance by Y Substitution in FeB-Based Metallic Glasses
Guangcun Shan (单光存), Xin Li (李鑫), Haoyi Tan (谭昊易), Chan-Hung Shek (石燦鴻) and Jiliang Zhang (张吉亮)
通讯作者：
单光存，北京航空航天大学
张吉亮，韩国高丽大学
DOI:
https://doi.org/10.1088/1361-648X/abcc0d
由于具备良好的软磁性能，铁基金属玻璃成为近年来备受学术界和工业界关注的功能材料之一。铁基金属玻璃的临界尺寸已从微米级提升到厘米级。然而，较高的饱和磁化强度往往伴随着玻璃形成能力的牺牲。本研究从原子级局部结构的角度探究铁基金属玻璃的磁性起源，这对于研发优异磁性能和玻璃形成能力的高性能样品具有重要意义。
本研究以铁硼基金属玻璃为研究对象，成功制备了Fe71B17Y12、Fe71B17(NbYZr)12和Fe71B17Si12非晶态样品。通过VSM表征发现，三者虽然具有相同的元素占比，但饱和磁化强度却相差较大，其中Fe71B17Y12的饱和磁化强度高达108 emu/g，是Fe71B17(NbYZr)12的5倍。为了揭示磁性行的结构起源，及探究Y元素对磁性行为的影响，本研究从实验表征和理论计算两方面展开。实验上（图1），利用同步辐射X-射线精细结构吸收谱（EXAFS）技术对样品进行表征，分析样品原子级局部结构信息；理论上（图2），基于第一性原理对三种样品进行建模分析，通过计算对关联函数（pair correlation function, PCF）曲线，统计分析泰森多面体（Voronoi tessellation）、配位数和磁矩分布等方式解析样品局部结构对磁性行为的影响。研究表明，当Fe-Fe键分布较窄，距离较大，使得样品中Fe原子平均磁矩较大，例如Fe71B17Y12中的Fe原子平均磁矩为2.0μB；而当Fe-Fe键分布较宽，会使得样品中Fe原子平均磁矩较小，甚至可能会出现亚铁磁性耦合，例如Fe71B17(NbYZr)12中的Fe原子平均磁矩为0.45μB。
本工作创新地从原子局域结构的角度解释了Fe71B17Y12金属玻璃优异磁性的结构起源，揭示了FeB基金属玻璃磁性的结构起源，有助于理解金属玻璃结构和磁性的联系，更有助于理解4d过渡金属如何有效调控Fe基金属玻璃磁性能的物理机制，为开发高性能的Fe基软磁金属玻璃提供了新思路，同时对于开发新型磁性合金材料也具有一定启发意义。
作者介绍
单光存 教授
北京航空航天大学
单光存，博士，北京航空航天大学教授、博导，入选中组部高层次人才计划，香港城市大学顾问委员会委员；德国萨尔布吕肯大学访问教授。
教育部学位中心硕/博士学位论文评审专家和GF科工局基础科研专项评审专家；中国电子学会会员及青年科学家俱乐部会员、中国环境学会高级会员、中国图像图形学会高级会员等。长期从事凝聚态物理与技术物理以及人工智能与医工交叉研究；自2015年底引进加盟北航回国后承担科技部重点研发计划项目课题1项（课题负责人），同时作为智能测控任务负责人共同承担战略性国际科技合作重点专项“极低温区基准级温度测量研究”项目等。
近五年来受邀在GCSP2018、NEMS2019和PIERS2019等国际学术会议做邀请报告20余次；申请或授权发明专利20余项；荣获2018香港王寬誠教育基金会奖励资助以及2019全国高校人工智能大数据“人物创新奖”、2019中国产学研合作创新奖、2020年全国新基建教育教学研讨会优秀论文奖、2020北京发明创新人物奖以及被北京民建市委授予“抗击新冠肺炎疫情先进个人”称号等。
文章介绍
Journal of Physics: Condensed Matter
2019年影响因子：2.707
Journal of Physics: Condensed Matter（JPCM，《物理学报：凝聚态物理 》）为读者提供凝聚态物理、软物质、纳米科学和生物物理各领域的最新研究成果。JPCM发表实验/理论分析和模拟研究，读者可以获取涉及下列领域的专题综述、快报和特刊：表面、界面和原子尺度的科学，液体、软物质和生物物理，纳米材料和纳米电子，固体结构的晶格动力，电子结构，超导体和金属、半导体，电介质和铁电，以及磁学与磁性材料。
Journal of Physics D: Applied Physics
2019年影响因子：3.169
——往期回顾——
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