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Rapid screening of magnetic properties in several Fe-X-Ni systems via combinatorial materials chip method

Journal of Materiomics 2023年第1期9卷 206-214页

作者： Cai Chen Xinyi Ji Jianhao Wang Mei Liu Yao Lu Xiaoping Wang Aimin Zhang Li Chen Xianping Dong Lanting Zhang Hong Wang materials Genome Initiative Center Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai200240China School of materials Science and Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai200240China Yangtze River Delta Advanced materials Research Institute Suzhou215000China Sino-Precious Metals Holding Co. Ltd.Kunming650106China

Fe-X-Ni(X=Cr,W and V)combinatorial thin-film(∼100 nm thick)materials chips covering the full composition range of ternary systems were *** crystal structure distribution was mapped by micro-beam X-ray diffractometers(XRD)and the magnetic hysteresis loops over the chip were characterized by a high-throughput magneto-optical Kerr effect(HT-MOKE)system to establish the composition-phase-magnetic properties *** results showed that saturation magnetization for all systems has a strong dependency on alloying composition,and decreases with increasing dopped elements content as a general *** the trend of saturation magnetization in bulk is in good agreement with that from thin films,all bulk samples show almost no coercivity,attributable to the much smaller grain size,and stronger texture in thin-film *** the Fe-X-Ni systems under a similar condition,in the out-of-plane,Cr alloying obtained the largest coercivity(∼400 mT)followed by W alloying(∼300 mT)and then V alloying(∼200 mT).We suggest that alloying with different elements leads to the diverse orientation and crystallinity of the fcc phase resulting in different magnetic ***,the effect of heat treatment on magnetic properties indicates that saturation magnetization is more closely related to the duration of heat treatment.

关键词： combinatorial materials chips Magneto-optical kerr effect Magnetic materials High-throughput characterization Phase diagrams Thin films

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