界面自旋序工程能够缓解非晶态软磁复合材料中磁导率损失与其它性能之间的trade-off（即二者难以同时实现的最佳平衡）

《Nature Communications》：Interfacial spin-order engineering mitigates the permeability-loss trade-off in amorphous soft magnetic composites

　　

摘要

在高频电子设备中，高磁导率和低功率损耗是非晶软磁复合材料的关键要求。然而，这两者通常是相互矛盾的：低功率损耗需要磁性颗粒之间有绝缘层，但传统的绝缘层会导致磁性损耗和磁耦合减弱，从而降低磁导率。在这里，我们提出了一种不同于传统铁磁界面的界面自旋有序工程策略。通过利用热电激活的氧迁移过程，在异质界面之间构建了一个梯度氧缺陷功能层，实现了对界面自旋结构的原子级控制。这种工程化的界面使得磁导率提高了150%，功率损耗降低了76%，性能优于现有的最先进材料。中子暗场成像提供了直接的证据，证明了氧缺陷介导的自旋有序现象能够形成更大的磁畴，并增强了颗粒间的磁耦合。从机理上讲，缺陷介导的超交换作用改变了异质界面处Ce和Fe原子的自旋方向，将无序或反铁磁排列转变为铁磁耦合，从而消除了颗粒间的磁耦合屏障。我们的工作表明，界面自旋有序是一种可推广的设计原理，有效解决了长期以来存在的磁导率与功率损耗之间的矛盾。