非晶软磁复合材料界面序调控领域重要进展

松山湖材料实验室/中国科学院东莞材料科学与技术研究所研究员柯海波、汪卫华团队联合中国散裂中子源、华中科技大学等单位，提出一种界面自旋序工程策略，借助热-电协同激活的氧迁移过程，在异质界面处构建梯度氧缺陷功能层，从原子尺度调控界面自旋序构，缓解了长期制约高频软磁器件的磁导率-损耗权衡。9月2日，相关成果发表于《自然-通讯》。

铁基非晶软磁复合材料中的界面自旋序工程策略。研究团队供图，下同

非晶软磁复合材料是高频电子器件的核心功能材料，广泛服务于储能、功率转换与信号滤波等场景。对这类材料而言，高磁导率支撑高效磁通传导，低损耗则可抑制器件发热、延长服役寿命。但二者通常难以兼得：抑制涡流损耗要求颗粒间形成电绝缘界面，而电绝缘层多由非磁或弱磁材料构成，会引入磁稀释和局部退磁场，进而导致磁导率下降。这并非简单的材料选择问题：强磁性依赖自由电子维持交换作用，而高电绝缘性又要求宽禁带、抑制自由电子迁移；当氧化物界面被刻意绝缘化时，磁性交换路径也随之被中断。由内在电子结构矛盾主导的界面设计难题，导致了非晶软磁复合材料“低损耗”与“高磁导率”之间的性能冲突，成为非晶软磁复合材料性能提升的关键瓶颈。

CeO2绝缘非晶软磁复合材料的界面结构。