《反鈣鈦礦結構鐵基化合物的物性研究和套用屬性探索》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由王鉑森擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：反鈣鈦礦結構鐵基化合物的物性研究和套用屬性探索
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王鉑森
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
反鈣鈦礦鐵基化合物AXFe3(A=Al、Ga、Sn、Zn等；X=C、N)具有簡單的晶體結構。其物性一方面類似於反鈣鈦礦結構錳基化合物，可能呈現出豐富的磁結構相變。相變附近，材料的磁性、電輸運、晶格等物性發生突變，同時相變溫度、相變類型和基態性質等對摻雜效應十分敏感。另一方面該體系可看作電子摻雜的錳基反鈣鈦礦化合物，其費米面結構可能發生巨大變化，如費米面結構重構、贗能隙的出現等，可能產生如超導電性、非費米液體以及玻璃凍結等奇異的物性。本項目擬通過研究A/Fe位摻雜效應對晶體結構、磁性和電輸運等物性的影響，尋找遞變規律；對較為複雜的體系,研究相變附近多種物性的關聯效應；同時研究其對應磁電阻、磁熱等套用屬性，探索其套用的可能性。並結合第一性原理計算分析解釋實驗結果。希望通過實驗、理論兩方面對此類材料有一個較系統全面的認識。
結題摘要
本項目系統研究了鐵基反鈣鈦礦結構系列化合物AXFe3的晶體結構、磁、電輸運等基本性質以及元素摻雜對該體系化合物物性的影響。項目揭示了該體系不僅具有潛在的功能屬性(如：磁熱、巨磁電阻、室溫附近零電阻率溫度係數以及熱電等)而且存在奇特的磁以及電輸運行為(如：自旋凍結和半導體輸運行為等)。通過化學替代，我們並獲得了一些具有潛在套用前景的功能屬性材料，如：室溫下寬溫區的巨磁熱效應(Sn1-xGaxCFe3、ZnCxFe3、Zn1-xSnxCFe3、AlCxFe3)、巨磁電阻效應(GaCMn3-xFex)、室溫下寬溫區零電阻率溫度係數(GaxCFe3、Ga1-xAlxCFe3)以及熱電材料(ZnCFe3)。在此基礎上，總結了摻雜的遞變規律，繪製出多個電子摻雜相圖(Sn1-xGaxCFe3、GaCFe3-xCrx、GaCMn3-xFex)，結合實驗計算模擬合理地解釋了相關實驗現象。本項目取得的研究成果對反鈣鈦礦結構化合物體系研究具有重要的推動作用，為今後對該領域的深入研究提供重要信息，也為該系列化合物的套用功能(如磁製冷、微電子器件等)的探索和套用提供了重要的參考依據。
