基於NiAs層狀結構交換偏置磁性材料的設計與性能研究

《基於NiAs層狀結構交換偏置磁性材料的設計與性能研究》是依託天津理工大學，由趙炯鵬擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於NiAs層狀結構交換偏置磁性材料的設計與性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：趙炯鵬
• 依託單位：天津理工大學

項目摘要

交換偏置現象在自旋電子學等諸多相關領域有著廣泛的套用前景,成為磁性材料研究的熱點之一。然而，其相關偏置機理的理論卻不完善有待進一步探索。分子基磁性材料具有明確的結構和化學組成可控的優點，為構效關係的研究帶來方便，其研究領域涉及磁性研究的多個熱點方向。然而，在交換偏置研究領域，罕有分子基化合物的身影；在分子基磁性材料中交換偏置現象的研究缺乏足夠的實驗、理論的支持而顯的寥寥。系統進行分子基交換偏置材料的構築和性能研究，可以為我們研究交換偏置現象與理論打開新的大門，拓寬分子基材料的套用領域。本課題致力具有交換偏置的分子基磁體的設計、合成、磁性研究與調控。通過文獻調研，我們設計了具有砷化鎳層狀的鈣鈦礦結構的混價態分子基化合物，及其包覆納米氧化物形成核殼結構的複合材料等，構築具有交換偏置特徵的新型材料。通過合成條件條件控制所得材料的結構、尺寸和形貌，調控材料的性能，深入探索構效關係。

結題摘要

交換偏置是自旋電子學的基礎，有著廣泛的套用前景，是磁性材料研究的熱點。然而相關偏置機理的理論卻不完善有待進一步探索。分子基磁性材料具有明確的結構和化學組成可控的優點，因此實現分子基交換偏置磁性材料的構築可以為我們研究交換偏置現象與理論打開新的大門，拓寬分子基材料的套用領域。本課題以砷化鎳結構的分子基磁性材料的合成、結構調控、磁電性能研究為主要內容。系統開展了砷化鎳結構化合物的構築和磁性研究，獲得數例具有（4^9 6^6）n（4^12 6^3）m拓撲結構的混價態砷化鎳多型化合物；考察了有機胺在形成特定拓撲結構化合物中的作用，為相關拓撲結構的設計合成提供了可行的技術路線。通過有機胺對化合物的拓撲結構進行了控制，並對化合物中價態的構成和布局進行了精確控制。構築出具有交換偏置行為的分子基亞鐵磁體、傾斜的分子基反鐵磁體，實現了交換偏置化合物的設計合成；研究了構效關係著重探索交換偏置的形成內在機理。初步研究了部分化合物中有機胺有序無序引起的結構相變，發現了具有磁極反轉、交換偏置、鐵彈相變、介電雙穩態等具有多重雙穩態的化合物；通過軌道正交原理構築出大磁熵變達到48.20 J/kg/K的具有創記錄的大磁熱效應的三維3d過渡金屬化合物。相關成果發表在Adv. Mater.、Chem. Commun.、Inorg. Chem.等高水平學術期刊發表論文17篇。