準(zhǔn)晶體（AC）具有奇特的結(jié)構(gòu)和有趣的原子排列。盡管它們從外觀上類似于晶體，但在原子尺度上，盡管它們是有序的，但缺乏周期性。這種結(jié)構(gòu)排列賦予準(zhǔn)晶體以對稱性和晶體中缺失的其他特殊性質(zhì)。特別是，具有特殊幾何結(jié)構(gòu)的二十面體QCs（i QCs）顯示出有趣的磁性。

在*近的一項突破中，由東京理科大學(xué)的Ryuji Tamura教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了金-鎵-釓和金-鎵-鋱二十面體中的鐵磁有序。然而，這些二十面體不適合進(jìn)一步研究其中的鐵磁性，因為它們還包含大部分近似晶相（AC）。AC具有與準(zhǔn)晶體相似的結(jié)構(gòu)，但由于它們也是磁性的，這會干擾僅對準(zhǔn)晶體相的磁性進(jìn)行研究。

為了彌補這一差距，Tamura教授的團(tuán)隊現(xiàn)在合成了一種新型的金-鎵-鏑（Au–Ga–Dy）i QC。根據(jù)Tamura教授的說法，“Au–Ga–Dy i QC是鐵磁性的，高度可調(diào)，并且具有高相純度”。該研究團(tuán)隊包括東京理科大學(xué)的Ryo Takeuchi先生和Farid Labib博士，他們在《物理評論快報》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

新的i QCs是使用含有15%Dy、62–68%Au和23–17%Ga的母合金制備的。母合金是通過電弧熔煉和快速淬火合成的。使用粉末X射線衍射、電子顯微鏡、電子衍射和磁化率測量對所得的i QCs進(jìn)行了研究。

研究人員發(fā)現(xiàn)，合成的i QC是具有高純度鐵磁相的多晶。他們能夠進(jìn)一步描述鐵磁轉(zhuǎn)變的類平均場性質(zhì)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，新的i QCs在每原子電子數(shù)（e/a）比為1.70的情況下表現(xiàn)出*大Weiss溫度，這是鐵磁躍遷的一個重要參數(shù)，這與之前對準(zhǔn)晶體的發(fā)現(xiàn)一致。這一發(fā)現(xiàn)表明，可以使用Weiss溫度和e/a比（指示i QC費米能量變化的參數(shù)）很好地調(diào)整i QC的磁性特性。此外，這些發(fā)現(xiàn)表明，鐵磁和反鐵磁相互作用的平衡，以及奇異磁序的存在，可以通過改變費米能量或調(diào)整e/a比來調(diào)節(jié)i QCs。

“純可調(diào)諧鐵磁準(zhǔn)晶的發(fā)現(xiàn)有可能革新和擴展基于晶體的學(xué)術(shù)體系。將我們的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于當(dāng)前該領(lǐng)域的理論工作，例如在非共面自旋組態(tài)領(lǐng)域，如刺猬和旋渦組態(tài)，可以導(dǎo)致i QC中各種非平凡的物理財產(chǎn)，包括反常的以及拓?fù)浠魻栃��?yīng)，”Tamura教授總結(jié)道。

這些發(fā)現(xiàn)為磁性材料的新領(lǐng)域鋪平了道路，并推動了磁數(shù)據(jù)存儲、自旋電子學(xué)和磁傳感器等技術(shù)的發(fā)展。

相關(guān)新聞