图 1：该图展示了在不同烧结温度和持续时间下合成的 EuB6 陶瓷的粉末 XRD 图谱。所有样品的 XRD 图谱都显示出尖锐且清晰的衍射峰，表明样品具有高度结晶性。在 XRD 仪器的分辨率范围内，没有检测到起始材料或掺杂相关耦合相的额外衍射峰。所有测量的衍射峰都与 EuB6 (PDF#40-1308) 的卡片非常吻合，确认了 EuB6 相的形成。此外，EuB6 样品的结构属于 Pm-3m 空间群 (221)，这证实了具有中心对称原始立方对称性的 EuB6 相的形成。
图 2：该图展示了利用超快加热技术在不同条件下制备的 EuB6 陶瓷的横截面微观形貌。所有样品的晶粒尺寸均匀，晶粒呈等轴状。随着烧结时间或烧结温度的增加，晶粒主要保持等轴状。随着烧结时间的增加，平均晶粒尺寸从 200 nm 增加到 280 nm，最后增加到 390 nm。EDS 结果表明，样品主要由 Eu、B 和 O 元素组成，Eu 和 B 元素分布均匀，而 O 元素主要分布在晶粒边界附近。这可能是由于存在少量非晶态 B2O3，它是硼热还原反应的副产品，无法通过 XRD 检测到 (图 1)。或者，它可能是由于还原后的 Eu 元素在烧结后在空气中暴露时快速形成稀土氧化物。
图 3：该图展示了 EuB6 样品在不同磁场下的电阻随温度的变化关系。样品在 1300-1650℃ 下制备，分别在 5 s 至 60 min 的时间下保持。在零磁场下，样品 S7、S8、S15 和 S16 的电阻-温度曲线与先前从 EuB6 单晶获得的结果相似。在 300 K 到 ~40 K 的温度范围内，电阻随温度的降低而略微下降。当温度低于 40 K 时，电阻略微上升，在 Tc ≈ 8-16 K 处达到峰值，具体取决于烧结温度和持续时间，然后下降到最低测量温度。样品 S15 在 1600℃ 烧结 30 分钟，其转变温度为 15 K。在文献中，EuB6 单晶中 15 K 的相变通常定义为在 Tc1 ≈ 15.3 K 和 Tc2 ≈ 12.5 K 处发生，而 Anisimov 等人报道 EuB6 单晶的相变仅发生在 Tc ≈ 11 K 处。样品 S15 的电阻-温度曲线的 Tc1 和 Tc2 分别为 15.0 K 和 14.6 K。
图 4：该图展示了样品 S7、S8、S15 和 S16 的 dR/dT 随温度的变化关系。所有样品的 dR/dT 曲线在 Tc1 和 Tc2 处都显示出尖锐的峰，表明 EuB6 的顺磁-铁磁相变和绝缘体-金属转变。Tc1 和 Tc2 的位置与图 3 中的电阻-温度曲线一致。
图 5：该图展示了四个 EuB6 样品的磁输运性质，这些样品是在相同的制备参数下分别烧结 30 分钟制备的。结果表明，它们显示出相似的磁输运行为，表明该方法具有良好的重复性和有效性。
图 6：该图展示了样品 S1-S8 和 S9-S16 的磁阻 (MR) 随磁场的变化关系。所有 16 个样品在低温下都显示出较大的负磁阻 (MR)。在 12 K 和 12 T 的温度下，负 MR 分别为 57%、59%、42% 和 55%。在 0-2.5 T 的磁场范围内，MR 随着磁场的增加而急剧下降，显示出非线性特性。随着磁场进一步增加到 5 T，MR 缓慢下降并趋于饱和。在 12-100 K 的温度范围内，MR 随温度的降低而增加，表明电子输运对低温下接近 Tc 的外部磁场的响应更为明显。负 MR 被认为是由晶界处的自旋无序散射和自旋相关隧穿引起的，类似于多晶钙钛矿锰酸盐中观察到的现象。
图 7：该图展示了样品 S7、S8、S15 和 S16 的零场冷却 (ZFC) 和场冷却 (FC) 协议下的磁化强度随温度的变化关系，分别在不同的磁场下进行。所有样品的 ZFC 和 FC 曲线在 100 Oe 的磁场下在低温下略有非零差异，而在 500 Oe 的磁场下几乎完全重合。磁化强度在低于 20 K 的温度下急剧增加，并在低于 10 K 的温度下逐渐稳定，FC 值在低于 10 K 的温度下略高于 ZFC 值。这表明在低温下，当在磁场中冷却时，磁畴倾向于沿外部场的方向排列，并在冷却过程中“锁定”这种排列。当温度升高到 10 K 以上时，ZFC 和 FC 磁化曲线合并，表明磁畴的热能足以克服它们的排列状态，使它们能够更自由地响应外部磁场的变化。在 500 Oe 的磁场强度下，ZFC 和 FC 曲线的完全重合表明，更强的磁场使磁矩达到饱和，所有磁化矩都尽可能地沿着外部场的方向排列。在 100 Oe 和 2 K 的温度下，所有样品的磁化强度 (>5 emu/g) 都高于 EuB6 单晶 (∼4.1 emu/g)。低于 20 K 的顺磁-铁磁转变显然与 15 K 附近的绝缘体-金属转变相关联，这是图 3(a) 和 3(b) 中观察到的 MR 效应的来源。
图 8：该图展示了不同烧结温度下制备的 EuB6 样品的磁化强度随磁场的变化关系，以及不同烧结持续时间下制备的样品的磁化强度随磁场的变化关系。图 7(b) 显示，随着烧结温度的升高，磁化强度更容易饱和。在较高的烧结温度下，例如 1600℃ 和 1650℃，样品在较高的磁场强度下具有略高的磁化强度，表明材料内部的磁畴排列更加紧密。图 8(b) 显示，在较短的烧结持续时间 (例如 5 和 15 s) 下观察到相对较低的磁化强度，表明材料内部的磁畴结构尚未完全形成。随着烧结时间的延长到 30 和 60 s，观察到磁化强度增加，反映了更多的磁畴结构和晶粒生长。在所有烧结持续时间下，2 K (最低温度) 的 M-B 曲线具有最高的磁化强度，这与 EuB6 单晶的行为一致，因为在较低的温度下，磁矩的顺磁排列得以发展。随着温度的升高，磁化强度下降，这是由于热涨落导致磁矩难以保持沿着外部磁场方向排列。
