磁性调控成相研究和新型磁性相变材料探索

本项目提出了一个“磁性调控成相”的想法，以新兴磁性相变材料作为研究对象，采用正电子湮灭光子共谐多普勒展宽高温测量技术与常规实验相结合，将Zeeman能作用下不同晶化相间转变、非晶－晶化转变、原子有序－无序相转变等成相行为、磁性调控效应与结构亚稳性关系、成相与磁性相关的磁相图，以及磁场驱动结构相变等作为主要内容，以分子场和人工磁场的宏观作用到自旋-轨道-晶格耦合作用中轨道序行为的多层次视角，研究磁性调控成相的规律， 回答 “磁性如何影响物质的成相？”这一重要科学问题。以此总结出更适用于磁性材料在原子相互作用层面上的成相理论, 并利用这一理论，改变盲目炒菜式的新材料探索形式，发现新的磁性相变材料。本项目在执行中，以揭示磁性影响物质成相的规律和发现新的磁相变材料为最终目标，深入研究了磁性对晶体结构形成及其稳定性的影响，共价作用与磁性在形成物质的晶体结构时的竞争作用，并根据所获得的基本原理，发现了具有居里温度窗口效应的MMX六角金属间化合物和具有高强韧性的T-bonding立方结构合金等两种新型磁相变材料。针对纳米晶复合永磁材料和纳米晶FePt薄膜磁性材料这两类先进材料，从相变动力学和原子行为的基础研究入手，理解纳米晶的形成和生长过程；在此基础上采用高压、室温严重塑性变形和温度压力机械能多场耦合技术来调控纳米晶的成核和生长，以实现对纳米晶的尺寸、取向和含量等多结构参数的同时控制，发展先进纳米晶磁性材料。关注强关联氧化物磁有序调控,合成氧化物陶瓷(LaPrCaMnO3(LPCMO), LaSrMnO3(LSMO), LaCaMnO3(LCMO)，并用脉冲激光沉积法（PLD）合成LSMO, LCMO合成外延单晶薄膜，合成多铁性氧化物BiFeO3的纳米点阵列，以及BFO/CFo/SRO复合纳米点等多铁性复合结构, 根据XRD, 拉曼光谱，磁性等物性测量结果进行了计算模拟。本项目按计划完成了各项预期任务，发表了包括1篇Nature Communications和1篇Advanced Materials在内的文章58篇。