[00143004]新型高Ms铁-氮磁性化合物的创制

自89年Fe_16N_2问世以来，对此种新型磁性化合物存在与否仍争论不休。项目研究组认为该项研究有两个待解决的科学问题：其一，如何获得属于亚稳相结构a2-Fe_16N_2的直观实验的电子衍射图谱；其二，如何提出新的思路，采用新的原理和方法制备出具有稳定结构的该种化合物，进而探讨高Ms的形成机制。该研究组在国际上首次研究成功了具有稳定相结构的a2-(Fe，M)_16N_2(M:Ti，Co)三元系薄膜材料，通过研究取得了以下主要成果：　　1．用该组创制的对向靶原理和方法制备成功a2-Fe_16N_2后，获得了该亚稳相化合物的电子衍射图谱，直接实验数据发现并证实在该种化合物中分别存在与体心立方和面心立方相关的两种微结构。　　2．通过材料设计在NaCl(001)和Si(001)基底上先沉积纯Fe过渡层，用对向靶反应溅射法很容易地溅射外延出a2-Fe_16N_2单晶薄膜，其饱和磁化强度值比纯铁高出34%。　　3．发现了此前Nakajima提出[Ia2(004)+Ia2(002)]/Ia2(004)=8:1作为a2-Fe_16N_2相存在的判据的不正确之处，根据发现存在两种微结构的结果得出了新的判据公式。　　4．利用计算此种化合物在掺杂元素后生成焓，从理论上得出了该种化合物稳定相的存在条件，并用掺杂微量元素制备出了在790℃仍保持稳定结构的三元系a2-(Fe，M)_16N_2(M:Ti，Co)磁性化合物，其Ms为2.6～2.7T。该项目研究结果在J.Appl.Phys.、J.Phys.、J.Magn.Magn.Mater.、Phys.Stat.Sol.、Thin Solid Films等国际刊物上发表论文30余篇，全部被《SCI》收录，并被国际同行引用60余篇次，获得天津市科技进步自然科学二等奖，申报国家发明专利1项。