曲靖师范学院2018年度云南省科学技术奖励推荐项目公示

曲靖师范学院2018年度云南省科学技术奖励推荐项目公示

按照《云南省科技厅关于2018年度云南省科学技术奖励推荐工作的通知》（云科奖发〔2018〕4号文件）要求，现将曲靖师范学院2018年度云南省科学技术奖励推荐项目公示如下，公示时间：2018年5月8日至17日，在公示期内如有异议，请书面向曲靖师范学院科学技术处和纪检监审处反映。

联系电话：0874-8998616（科技处） 0874-8998637（纪检监审处）

                                    曲靖师范学院

                                   2018年5月8日

一、项目基本情况

项目名称：新型Ni-Mn基变磁性Heusler合金的马氏体相变和磁功能效应研究

主要完成人：李哲，敬超，徐坤，张元磊，张金仓

主要完成单位：曲靖师范学院/上海大学

推荐奖种：    自然科学奖

二、项目简介

具有Heusler型结构的Ni-Mn基铁磁性马氏体相变合金在磁驱动、磁传感、磁制冷和磁记录等方面具有重要的潜在应用价值，一直是本世纪材料科学和凝聚态物理的前沿研究热点之一。本项目在多个国家自然科学基金的资助下，以新型Ni₂Mn_2-yX_y(X=Sn, In, Sb)变磁性马氏体相变合金的低温“相分离行为”作为切入点，对磁场驱动马氏体相变的热力学性质及其所伴随的宏观功能效应进行了深入而系统的研究，并取得了如下原创性发现。

一、突破在复相体系中开展交换偏置效应研究的单一模式，在国际上率先实现了单相Ni-Mn基变磁性马氏体相变合金的大交换偏置效应，揭示了该体系材料在低温马氏体态的“相分离行为”本质，加深了人们对变磁性马氏体相变物理机制的理解。

二、提出了过渡族元素缺位替代磁性元素的设计思想，突破了国际上传统的外加预应力驱动可逆大磁致应变的手段，率先在Ni-Mn基变磁性相变合金中获得了近室温、零压力下大的自发磁感生应变效应，进一步提高了该类合金作为磁驱动和磁传感材料的潜在应用。

三、针对如何科学评估一级磁-结构相变合金可逆性及其等温熵变的国际难题，率先提出了相变可逆性的热力学判据与一种结合“相变分布”模型和“Clausius-Clapeyron”方程间接计算等温熵变的新方法。

上述系统的原创工作涵盖了新型Ni-Mn基变磁性马氏体相变合金的结构、磁性、相变及其相关的功能效应，所取得的研究成果为发展新型磁相变材料在工程技术上的潜在应用提供了坚实的理论依据和实验基础，并受到了国内外同行专家的广泛关注和一致认可。如，英国皇家物理学会旗下的多篇综述性论文分别将我们所发现的交换偏置效应作为单相材料中铁磁/反铁磁界面交换耦合的一个特例进行积极评论[J.Phys.: Condens. Matter 21,233201 (2009), J. Phys.: Condens. Matter23, 073201 (2011), Rep. Prog. Phys.78, 052501 (2015)]。西班牙塞维利亚大学的著名磁热材料专家Franco教授在其综述中对我们在一级磁-结构相变材料的磁热效应评价方法上所做出的贡献给予了高度评价[Prog.Mater. Sci. 93, 112-232 (2018)]。此外，我们所获得的一些关键实验数据和提出的理论解释及模型也多次被国内外知名研究小组进行采纳和类比，如美国麻省理工学院Ross教授小组，德国马克斯普朗克研究所Felser教授小组、日本东北大学Kainuma教授小组、中科院物理研究所吴光恒研究员小组和北京航天航空大学的蒋成保教授小组等，在国际上形成了一定的影响力。本次申报的主要研究论文总计18篇，被SCI他引226次，其中8篇代表作被SCI他引198次。

三、候选人和候选单位对项目的贡献情况

（一）候选人对项目的贡献情况

李哲：项目的组织者和曲靖师范学院研究组的负责人，在整个项目实施过程中，发现了交换偏置效应并得到了低温马氏体结构相共存的直接证据；通过过渡金属的空位替代获得了该类合金在马氏体相变过程中的增强磁特性；为一级磁-结构相变材料磁热性能评价方法的建立做出了关键贡献，是核心论文1，4，7，9，11，13，15，17，18的第一作者，核心论文14的通讯作者及其它核心论文的主要或合作作者。作为核心成员完成上海市自然科学基金项目“新型记忆合金Ni_2-xMn_1+xGa的结构与磁性研究，06ZR14033”，并主持完成国家自然科学基金 “新型Ni-Mn基哈斯勒合金的磁感生应变和输出应力研究，11364035”。参与本项目的工作量占个人总工作量的80%。

敬超：项目的设计者和上海大学研究组的负责人，同时也是项目第一完成人硕士阶段的导师和博士阶段的副导师。对整个项目实施过程中的“实验设计”、“数据模拟和挖掘”、“理论计算”和项目所涉及到的所有“重要实验发现”不仅起到了核心指导作用，而且做出了至关重要的贡献，是主要论文1–4，6，7，10，12的第一作者或通讯作者，其它核心论文的合作作者。主持完成上海市自然科学基金项目“新型记忆合金Ni_2-xMn_1+xGa的结构与磁性研究，06ZR14033”和国家自然科学基金面上项目“Ni-Mn-Z（Z=Sn, In）哈斯勒合金巨磁电阻效应和交换耦合机制的研究，51371111”。参与本项目的工作量占个人总工作量的80%。

徐坤：项目主要完成人，项目主要完成人，在本项目中建立了结合“相变分布”模型和“Clausius-Clapeyron”方程间接评估一级相变材料磁热效应的方法，并参与了Ni-Mn基Heusler合金磁感生应变研究的工作，对本项目的第（二）和（三）项科学发现做出了贡献，是核心论文8的第一作者，论文5，11，13，14，15，17，18的主要作者。主持完成国家自然科学基金“Mn_3-xY_xSn哈斯勒合金的结构和磁性研究, 11404186”。自进入项目组以来，参与本项目的工作量占个人总工作量的70%。

张元磊：项目主要完成人，负责本项目关键制备和测试设备的设计、搭建及改造。完成项目中的试样制备及大量实验数据采集，并基于Rietveld结构精修方法为本项目提供了精细的X射线衍射分析结果，对本项目的第（二）和（三）项科学发现做出了贡献，是核心论文14的第一作者，核心论文 5，8，11，13，15，16的主要作者。自进入项目组以来，参与本项目的工作量占个人总工作量的70%。

张金仓：项目主要完成人，同时也是项目第一完成人硕士阶段的课题组组长和博士阶段的导师。在本项目实施过程中，不仅对项目组成员所遇到的技术难点给予了关键帮助，而且也对本项目的第（一）和（二）项科学发现做出了重要贡献，是多篇核心论文1–4，6，7，9，10，12的合作作者之一。参与本项目的工作量占个人总工作量的50%。

（二）候选单位对项目的贡献情况

第一完成单位通过汇集资金、人力和管理等资源，对本项目的建设提供了强有力的软硬件支撑，完成了该项目实施过程中的经费申请、创新攻关、信息搜集和人才培养等工作。第二完成单位充分发挥了其自身的科学研究力量与人才优势，通过各种方式的交流、咨询与培训，给予了该项目强有力的技术和智力支撑。通过双方的共同协作，确保了本项目的顺利开展和圆满完成。

四、代表性论文专著情况

五、项目曾获科技奖励情况

无