3D打印用(Mn,Fe)2(P,Si,B)球形粉的制备及磁热性能研究

增材制造(3D打印)作为一种新型的近净成型技术,有望实现磁制冷工质的快速、高效、复杂成型。然而,制备出球形度高、尺寸小、磁热性能优异的磁热合金球形粉是目前制约其3D打印成型的瓶颈问题。本研究采用气体雾化法成功制备出了(Mn,Fe)2(P,Si,B)多元合金球形雾化粉,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、综合物性测量系统等深入研究了其显微形貌、晶体结构、磁相变行为以及磁热性能。本研究所获得的球形粉球形度高,有望使粉料在3D打印过程具有较高的流动性;所得球形粉颗粒尺寸小、尺寸分布窄,有利于激光3D打印工件获得高致密度和高尺寸精度;第二相含量低、热滞小、熵变值大,具有优异的磁热性能。由此可见,本研究获得的球形雾化粉十分适合3D打印等新型制造领域,为室温磁制冷材料的加工和成型提供新的思路,推动其产业化之路。

基于隧穿宽度调制的具有超高开态电流的二维Tl_(2)O隧穿场效应晶体管

隧穿场效应晶体管作为后CMOS时代的低功耗器件引起了人们的极大关注.基于带间隧穿机制,隧穿场效应晶体管具有抑制亚阈值摆幅低于60 mV dec^(-1)的潜力.然而,与金属氧化物半导体场效应晶体管相比,传统隧穿场效应晶体管的开态电流相对较低,阻碍了其实际应用.在此,我们提出二维Tl_(2)O材料具有直接且合适大小的带隙,小的电子和空穴有效质量,独特的三重简并和强各向异性电子结构,这适合作为口袋掺杂隧穿场效应晶体管的沟道材料.得益于口袋导致的降低的隧穿宽度,栅极长度为10 nm的二维Tl_(2)O隧穿场效应晶体管具有3449μAμm^(-1)的超高开态电流,具有亚热的亚阈值摆幅,其值为49 mV dec^(-1).值得注意的是,与未实施口袋掺杂的情况相比,开态电流的值提高到441%,并且成功满足了国际设备和系统路线图对于2028年高性能器件的要求.这项工作展示了二维Tl_(2)O口袋隧穿场效应晶体管在下一代低功耗高性能纳米电子学中的巨大潜力.