Исследовательская группа под руководством профессора Кая Лю, профессора Гена Ина и аспиранта Уилли Бисона с кафедры физики Колледжа искусств и наук Джорджтаунского университета недавно опубликовала в журнале Advanced Materials результаты, объявив об открытии нового класса сильных магнитов, не содержащих редкоземельных или драгоценных металлов. Эти магниты на основе высокоэнтропийных боридов изготавливаются из распространённых переходных металлов и бора, предлагая новую стратегию для создания устойчивых магнитов.

Магнитная анизотропия является ключевым показателем производительности магнитов, однако традиционные материалы с высокой анизотропией сильно зависят от редкоземельных элементов, что связано с проблемами высокой стоимости, значительного экологического ущерба и нестабильности цепочек поставок. Хотя высокоэнтропийные сплавы предоставляют мощную платформу для открытия материалов, их химически неупорядоченная кубическая структура не подходит для сильной магнитной анизотропии. Исследовательская группа преодолела это ограничение, сосредоточившись на высокоэнтропийных боридах, где бор способствует химическому упорядочиванию и формированию кристаллических структур с низкой симметрией. Они нацелились на фазу C16 с тетрагональной симметрией, синтезировав эти высокоэнтропийные бориды методом комбинаторного распыления, что позволило быстро исследовать широкий спектр материальных композиций.

Используя широко распространённые на Земле 3d переходные металлы, исследовательская группа впервые реализовала высокоэнтропийные бориды в кристаллической структуре C16, создав новый класс упорядоченных высокоэнтропийных магнитных материалов. Вновь обнаруженные пятикомпонентные боридные составы демонстрируют сильную магнитную анизотропию, близкую к уровню редкоземельных постоянных магнитов. Расчёты в рамках теории функционала плотности подтвердили экспериментальные тенденции и определили, что оптимизированная электронная структура является источником усиленной анизотропии. Профессор Ген Ин отметил, что команда продолжает поиск более качественных постоянных магнитов или носителей для записи информации и надеется на более быстрый прогресс с помощью технологий машинного обучения.

Детали публикации: Авторы: Willie B. Beeson и др., Название: «Высокоэнтропийные бориды фазы C16 с высокой магнитной анизотропией», Опубликовано в: Advanced Materials (2025). Информация о журнале: Advanced Materials