近期,強(qiáng)磁場(chǎng)中心皮靂研究員帶領(lǐng)的小組利用穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置X射線衍射儀(XRD)等測(cè)試系統(tǒng),在研究弱鐵磁性(WFM)材料LuFeO3時(shí)發(fā)現(xiàn)該材料具有很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)各向異性,表現(xiàn)出超高的矯頑力。實(shí)驗(yàn)證明LuFeO3是一種超硬磁材料,在理論和應(yīng)用方面具有重要意義。
磁性材料在被磁化之后,根據(jù)剩余磁化強(qiáng)度(Mr)的大小和退磁化的難易程度,可以分為軟磁材料和硬磁材料。硬磁材料,又稱(chēng)作永磁材料,擁有較大的剩余磁化強(qiáng)度、矯頑力(HC)和磁能積。這類(lèi)材料主要用于各種儀器中提供穩(wěn)定的靜磁場(chǎng),例如揚(yáng)聲器、顯像管和復(fù)印機(jī)等。對(duì)新型永磁材料的探索一直是一個(gè)熱點(diǎn)。

該研究組通過(guò)磁性測(cè)量發(fā)現(xiàn)LuFeO3具有很高的磁疇凍結(jié)溫度(Tf),并且在14 T磁場(chǎng)下仍然未飽和,顯現(xiàn)出超高的矯頑力(室溫下遠(yuǎn)大于4 T)和飽和磁場(chǎng)(室溫下遠(yuǎn)大于14 T)。研究人員利用變溫XRD測(cè)量了LuFeO3的熱膨脹和結(jié)構(gòu)各向異性,結(jié)果顯示LuFeO3的晶胞參數(shù)隨溫度的變化是各向異性的,且這種結(jié)構(gòu)各向異性隨著溫度的升高而減弱,表明LuFeO3的超硬磁性來(lái)自于很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)各向異性,柱狀磁疇阻挫大,造成常溫下磁疇凍結(jié)深,難以被磁場(chǎng)改變。研究結(jié)果證實(shí)LuFeO3是一種超硬磁材料,磁化后的LuFeO3在室溫下可以穩(wěn)定提供弱靜磁場(chǎng),在邏輯運(yùn)算和記憶存儲(chǔ)方面具有很好的應(yīng)用前景。
該研究結(jié)果發(fā)表于 Appl. Phys. Lett. 100, 052407 (2012)。