乔治城大学文理学院物理系刘凯教授、尹根教授及研究生威利·比森领导的研究团队，近期在《先进材料》期刊发表成果，宣布发现了一类不依赖稀土或贵金属的新型强磁体。该磁体基于高熵硼化物，采用储量丰富的过渡金属和硼制成，为可持续磁体设计提供了新策略。

磁体的磁各向异性是关键性能指标，但传统强各向异性材料严重依赖稀土元素，存在价格高昂、环境破坏大及供应链不稳定等问题。高熵合金虽为材料发现提供了强大平台，但化学无序的立方结构并不适合强磁各向异性。研究团队通过专注于高熵硼化物，克服了这一局限，硼元素促进了化学有序化和低对称性晶体结构的形成。他们瞄准了具有四方对称性的C16相，利用组合溅射法合成了这些高熵硼化物，实现了快速探索大量材料成分的可能。

研究团队利用地球上储量丰富的3d过渡金属，实现了C16晶体结构中的首批高熵硼化物，建立了新型有序高熵磁性材料。新发现的五元硼化物成分表现出强烈的磁各向异性，接近稀土永磁体水平。密度泛函理论计算证实了实验趋势，并确定了优化的电子结构是增强各向异性的根源。尹根教授表示，团队正继续探索更优质的永磁体或记录介质，并希望借助机器学习技术取得更快进展。

出版详情：作者：Willie B. Beeson 等人，标题：《具有高磁各向异性的 C16 相高熵硼化物》，发表于：《先进材料》(2025)。期刊信息：先进材料