過(guò)冷液相區(qū)退火調(diào)控Ni-Fe-B-Si-P非晶態(tài)合金的微觀結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能

發(fā)布日期：2025-07-14 瀏覽次數(shù)：2502

非晶態(tài)合金因其獨(dú)特的長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)與優(yōu)異的物理性能使其成為材料物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。然而其在熱作用影響下的復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu)演變與電子輸運(yùn)機(jī)制仍有待深入研究。

日前，重慶師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院余鵬、李冬梅等人以Ni-Fe-B-Si-P非晶合金為研究對(duì)象, 系統(tǒng)分析了退火溫度對(duì)合金短程有序度、自由體積分布、電阻率及載流子遷移率等性能的影響，結(jié)合多種結(jié)構(gòu)及性能表征方法, 揭示了退火過(guò)程中非晶合金微觀結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律及其對(duì)電子輸運(yùn)性能的調(diào)控機(jī)制。相關(guān)研究成果以“過(guò)冷液相區(qū)退火調(diào)控Ni-Fe-B-Si-P非晶態(tài)合金的微觀結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能”為題在《物理學(xué)報(bào)》上發(fā)表。

研究人員通過(guò)熔體甩帶法制備了Ni40Fe35B15Si7P3和Ni50Fe25B15Si7P3非晶合金帶材，并在過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)不同溫度下進(jìn)行退火處理。結(jié)果表明，過(guò)冷液相區(qū)內(nèi)的退火使合金的短程有序度增強(qiáng)，自由體積減小，原子排列更致密化，退火后合金的局部類(lèi)晶體團(tuán)簇體積分?jǐn)?shù)增至26%~34%。同時(shí)，過(guò)冷液相區(qū)退火誘發(fā)的散射中心增大及內(nèi)應(yīng)力釋放，使合金的電阻率升高，其中Ni40Fe35B15Si7P3合金電阻率從131.8μΩ·cm增至217.0μΩ·cm，增大了64.6%。在外加磁場(chǎng)下，洛倫茲力引起的電子軌跡偏轉(zhuǎn)與磁致伸縮效應(yīng)使合金的電阻率進(jìn)一步升高。此外，熱激活會(huì)釋放束縛電子且增強(qiáng)其散射效應(yīng)，使合金的載流子濃度上升，遷移率下降。本研究表明退火可以調(diào)控非晶合金的短程有序度及自由體積分布，進(jìn)而影響其電輸運(yùn)性能，為設(shè)計(jì)高性能非晶合金電子器件提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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