過冷液相區(qū)退火調控Ni-Fe-B-Si-P非晶態(tài)合金的微觀結構與電學性能

發(fā)布日期：2025-07-14 瀏覽次數(shù)：2511

非晶態(tài)合金因其獨特的長程無序結構與優(yōu)異的物理性能使其成為材料物理領域的研究熱點。然而其在熱作用影響下的復雜微觀結構演變與電子輸運機制仍有待深入研究。

日前，重慶師范大學物理與電子工程學院余鵬、李冬梅等人以Ni-Fe-B-Si-P非晶合金為研究對象, 系統(tǒng)分析了退火溫度對合金短程有序度、自由體積分布、電阻率及載流子遷移率等性能的影響，結合多種結構及性能表征方法, 揭示了退火過程中非晶合金微觀結構的演化規(guī)律及其對電子輸運性能的調控機制。相關研究成果以“過冷液相區(qū)退火調控Ni-Fe-B-Si-P非晶態(tài)合金的微觀結構與電學性能”為題在《物理學報》上發(fā)表。

研究人員通過熔體甩帶法制備了Ni40Fe35B15Si7P3和Ni50Fe25B15Si7P3非晶合金帶材，并在過冷液相區(qū)內不同溫度下進行退火處理。結果表明，過冷液相區(qū)內的退火使合金的短程有序度增強，自由體積減小，原子排列更致密化，退火后合金的局部類晶體團簇體積分數(shù)增至26%~34%。同時，過冷液相區(qū)退火誘發(fā)的散射中心增大及內應力釋放，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%。在外加磁場下，洛倫茲力引起的電子軌跡偏轉與磁致伸縮效應使合金的電阻率進一步升高。此外，熱激活會釋放束縛電子且增強其散射效應，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控非晶合金的短程有序度及自由體積分布，進而影響其電輸運性能，為設計高性能非晶合金電子器件提供了實驗依據(jù)。

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