2004～2005 年磁性功能材料研究新进展
材料科学的新进展和发展前景
材料科学的新进展和发展前景材料科学是一门研究材料的结构、性能和制备的学科，是现代工业和科技发展不可或缺的重要领域。
在过去的几十年里，材料科学研究已经取得了巨大的进展，不断推动着科技进步和人类文明的发展。
本文将探讨材料科学的新进展和发展前景。
一、材料科学的发展历程材料科学的发展历程可以追溯到人类文明的起始阶段，从最早的石器到当今的高新技术材料，人类不断地寻求着更好的材料用于生产和生活。
然而，真正的材料科学学科始于20世纪初，随着科学技术的不断发展，材料科学的研究领域也不断拓展。
传统的材料科学研究包括金属、陶瓷、聚合物等材料的制备、加工和性能研究，近年来，材料科学的研究领域已经不断拓展，涉及到新型材料、纳米材料、生物材料等多个领域。
二、新型材料新型材料是近年来材料科学研究的热点领域之一。
新型材料指的是在传统材料基础上，通过改变结构、制备方法等方式制备而成的材料。
新型材料具有传统材料所没有的特殊性能，比如高强度、高韧性、高温稳定性、阻尼性等。
目前，新型材料包括以碳纳米管、石墨烯等为代表的碳纳米材料、以半导体材料为代表的光电材料、以超导材料、磁性材料等为代表的功能材料等。
这些材料的应用涉及到电子信息、能源、生物医学等多个领域。
三、纳米材料纳米材料是指粒径小于100纳米的材料。
由于其特殊的尺度效应和表面效应，纳米材料表现出了许多传统材料所没有的特殊性质。
比如，纳米金属材料具有高比表面积和电导率，纳米陶瓷材料具有高强度和韧性，纳米复合材料具有多功能性。
目前，纳米材料已经广泛应用于制备纳米电子器件、生物传感器、新型催化剂和高强度材料等领域。
四、生物材料生物材料是指与生物体相互作用的材料，如医用材料、生物纳米材料、生物仿生材料等。
生物材料的特殊性质是在兼顾生理相容性和机械性能的前提下，具有优异的治疗效果和生物相容性。
目前，生物材料已经广泛应用于骨科、牙科、心脑血管等大型组织移植领域，为人类健康和医学研究带来了巨大的贡献。
南京大学磁性材料研究中的若干进展
南京大学磁性材料研究中的若干进展
都有为;钟伟;丁海峰;唐少龙;王敦辉;张凤鸣;熊诗杰;吴镝
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2007(038)A03
【摘要】简要报道了近年来在南京大学磁性材料研究中的若干进展，内容涉及：核壳结构复合纳米材料的制备与磁性，原子尺度磁性材料的自组织制备，各向异性永磁薄膜，轻稀土巨磁致伸缩材料，磁致冷材料，多铁性材料，双钙钛矿室温隧道磁电阻效应，自旋电子学材料，稀磁半导体中的RKKY互作用及团簇化对铁磁性的影响，有机体系中的自旋输运等。
【总页数】11页(P933-943)
【作者】都有为;钟伟;丁海峰;唐少龙;王敦辉;张凤鸣;熊诗杰;吴镝
【作者单位】江苏省纳米技术重点实验室,固体微结构国家重点实验室,南京大学物理系,江苏南京210093
【正文语种】中文
【中图分类】TM27
【相关文献】
1.我院磁学和磁性材料研究的若干进展 [J], 赵见高
2.分子基磁性功能材料研究进展 [J], 李启彭
3.分子基磁性功能材料研究进展 [J], 李启彭
4.二维碳化物Ti3C2Tx/磁性材料复合吸波材料研究进展 [J], 季惠;张恒宇;王妮;肖
红
5.磁性拓扑半金属材料研究中取得进展 [J], 中科院合肥物质科学研究院
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
磁性液体在密封中的应用研究
磁性液体在密封中的应用研究作者：王虎军来源：《数字化用户》2013年第23期【摘要】磁性液体是一种新型的功能材料，既具有液体的流动性，又有磁性材料的磁性。
磁性液体独特的性质，决定了磁性液体应用的广泛性。
磁性液体密封是磁性液体最重要的应用之一。
本文着重介绍了磁性液体密封的原理及应用情况。
【关键词】磁性液体密封研究一、磁性液体磁性液体（Magnetic Fluid），又叫磁流体、磁性流体或铁磁流体（Ferrofluid）。
它是由直径约为10nm的磁性固体微粒在特定的表面活性剂的作用下均匀分散到基液中与其混合而成的一种固液相混的胶体溶液。
微粒与载液通过表面活性剂浑成的这种液体即使在重力场、电场、磁场作用下也能长期稳定的存在，不产生沉淀和分离。
磁性液体主要由基载液、磁性微粒和表面活性剂组成。
其中，磁性微粒是磁性液体的核心部分，磁性微粒的材料通常有Fe3O4，γ-Fe2O3，MeFe2O4（Me=Co、Mn、Ni等），Ni，Co，Fe，FeCo和FeNi合金等。
基载液是磁性微粒存在的载体，通常要满足低蒸发率、低粘度和高稳定性、耐高温和抗辐射等条件，通常所选用的基载液有水、煤油、酯及二酯、氟碳基化合物、硅酸盐类等，目前国内，以酯及二酯类基载液所制磁性液体最为稳定和实用。
表面活性剂对于磁性液体十分重要，它决定着磁性液体是否能制成及是否稳定，它就像一个小型“弹簧”一端稳定固定在磁性微粒的表面，一端伸向基载液，一方面防止磁性微粒氧化，另一方面消弱静磁吸引力和克服范德瓦尔斯力，防止磁性微粒的聚集。
二、磁性液体的应用磁性液体是一种新型的功能材料，既具有液体的流动性，又有磁性材料的磁性。
因此，通过控制磁场，可以对磁性液体进行定位、定向移动，可以改变磁性微粒的聚集形式、浓度等；同时磁性液体还具有许多独特的性质，如磁化特性、磁粘特性、温度特性、磁光特性等。
这些独特的性质，决定了磁性液体应用的广泛性，目前涉及的应用领域主要包括密封、传感器、润滑、研磨、减震、扬声器、生物医学等领域。
磁性材料的性能调控及应用研究
磁性材料的性能调控及应用研究磁性材料是一类具有磁性的特殊材料，通常由铁、钴、镍和稀土等元素组成。
这些材料具有独特的磁性能，被广泛应用于电子、通信、能源等领域。
然而，传统磁性材料的性能往往受限于其固有的物理和化学性质，无法满足特定的应用需求。
因此，磁性材料的性能调控及应用研究成为了当前材料科学领域的热点。
传统磁性材料的性能主要由其微结构和成分所决定。
在过去几十年里，研究人员通过改变材料的组成、晶体结构和处理方式等手段，成功地实现了对磁性材料性能的调控。
例如，通过掺杂不同元素，可以改变材料的磁滞回线、居里温度和矫顽力等重要参数，从而提高材料的磁导率和磁化强度。
此外，利用纳米技术和杂质控制等方法，研究人员还成功地实现了对磁性颗粒大小、形状和结构的精确调控，从而优化材料的磁性能和应用性能。
随着科学技术的不断进步，磁性材料的性能调控已经从微观范围扩展到宏观范围。
新一代磁性材料的研究重点是实现对磁性材料的可调磁性和多功能性。
例如，研究人员利用外加磁场、温度、压力和光照等外界因素，设计和制备了多功能磁性材料。
这些材料在不同的工作条件下表现出不同的磁性行为，具有可调磁性、磁光调控、磁温调控和磁压调控等特性。
通过改变外界因素的作用方式和强度，可以实现对磁性材料的精确控制，从而优化其在电磁波传输、磁存储、储能和传感等领域的应用性能。
除了上述的性能调控，研究人员还在磁性材料的应用研究方面取得了重要进展。
磁性材料在电子设备、医疗器械、能源转换和环境监测等领域具有广泛的应用前景。
例如，铁磁材料在传感器和磁存储器件中起着重要作用。
通过改变磁性材料的性能，可以实现对传感器灵敏度和磁存储器件的存储密度的提高。
此外，通过结合磁性材料与其他功能材料，例如光学、热学和电学材料的融合，还可以实现新型纳米器件的开发。
这些器件在光电转换、能量传输和信息存储等领域具有重要的应用价值。
在磁性材料的性能调控和应用研究中，面临着一系列的挑战和机遇。
电磁材料的研究进展
电磁材料的研究进展电磁材料是一类重要的功能材料，主要是指那些能够对电磁波产生特定响应的材料。
这类材料广泛应用于通信、雷达、电磁辐射减弱、微波吸收、电磁隐身等领域。
随着科技的发展，电磁材料的研究也在不断深入，为人类社会的发展进步做出了重要贡献。
一、研究背景电磁材料的研究最初源于对雷达等电磁波设备的需求。
在20世纪50年代初期，科学家们发现了一类材料能够对电磁波产生特殊响应，这就是磁性材料和介电材料。
接下来，研究者开始利用磁性材料和介电材料来制备能够实现特定电磁波响应的材料。
例如，通过控制磁性颗粒的尺寸和形状，可以制备出对不同频率的电磁波有不同响应的磁性材料。
二、研究现状目前，电磁材料的研究已经涉及到了很多方面。
个人认为最主要的研究方向有以下几个：1. 材料基础研究电磁材料的基础研究是电磁材料研究的基础，也是电磁材料在应用领域中发挥最大作用的关键。
目前，电磁材料的基础研究主要集中在以下几个方面：（1）材料的微观结构和电学、磁学性质的研究。
这方面的研究主要是关注电磁材料内部结构的微观组成和不同电磁波在其中的传播规律。
（2）新型电磁材料的合成、性能研究。
这方面的研究主要是关注如何通过新的材料设计合成方法来制备出更优异的电磁响应材料。
2. 应用研究电磁材料的应用研究主要是探讨如何将电磁材料应用于实际中的电磁波响应。
目前，最主要的电磁材料应用研究领域有以下几个：（1）电磁波屏蔽材料电磁波屏蔽材料是一种能够有效吸收或反射电磁波的材料，可以用来保护特定设备或建筑物免受电磁辐射干扰。
目前，电磁波屏蔽材料的研究主要涉及金属和非金属两种类别。
（2）微波吸收材料微波吸收材料是一种能够吸收微波的材料，可以在雷达识别、通信设备和隐身技术等领域中发挥重要作用。
目前，微波吸收材料的研究主要集中在嵌入型吸波材料、复合型吸波材料、多层复合吸波材料等方向。
（3）电磁隐身材料电磁隐身是指用某种特殊材料覆盖在特定的设备或车辆上，使之能够在电磁辐射中更难被探测到。
2004～2005年磁性功能材料研究新进展
都 有显 著 的效应 。 ］
２ 纳 米 晶 磁 性 合 金 １ 超 薄 膜 磁 性 材 料
纳米 晶磁 性 材料 是 当前 一 类新 型 的重 要 的磁 性 材 从薄 膜磁性 材 料发 展 到超 薄 膜磁 性 材 料 的研 究 和 应用 是现 代磁性 材 料进 展 的一 个 重要 方 面 。Ｆ ／ ａ ｅ Ｇ Ａｓ （ ０ ） 膜是磁 电子 器件 研 制 中 被 视 为 下 一 代 的 重要 １０薄 材 料 。这 一材 料 系统 在超 薄 范 围 内具 有 优 越 的平 面单 轴磁各 向异 性 。最 近 较 为 细 致 地 研 究 了 单 轴 应 变对
层 再在 ３ ０ ０ ℃退 火 处 理 后 对 于 Ｆ ｅ的 磁 性 和表 面 结 构
文献标 识 码 ： Ａ
写 。今 年 综述 内容 包含 ：１ （ ）超 薄 膜磁 性 材 料 ；２ （ ）纳
米 晶磁 性合金 ； ３ （ ）巨磁 电 阻材 料 ；４ 自旋极 化 ；５ （） （） 新 的铁 氧体 和稀 土化 合物 。 关键词 ： 超薄膜 ； 米 晶 ； 纳 巨磁 电 阻 ； 自旋 极 化 ； 氧 铁 体 ； 土化 合 物 稀 中 图分类 号 ： ＴＭ２ ７ 文章 编号 ：０ １９ ３ （ ０ ６ ０ — ３ ５０ １ ０ －７ １ ２ ０ ）９ １ ５ —３
新 的研究 。 所研究 的纳 米 晶软 磁 材 料是 用 Ｆ 。Ｎｂ Ｂ。 ｅ 。
制成 的薄膜 为 ： ｅ１０ （０ ）／ Ａｓ １０ （０ ） Ｆ （０ ）０ １ ／Ｇａ （ ０ ） ０ １ 。在
将这一 双 层 薄 膜研 制 成 后 ， 将 其 盖 上 ３ ｍ 厚 的 Ａｕ 再 ｎ 层 以防止 测量 时 氧 化 。研 制 成 的薄 膜厚 度 约 ３ ０ ｍ。 ５￣ 其后 利用 反射 高 能 电子 衍 射 仪 测 量 其衍 射 图 ， 用 磁 再 性测 量仪 测量其 ｈ－ 回线 ， 观测 了平 面 中相 对 于材 ４Ｈ 并
铁氧体磁性材料的制备及研究进展
铁氧体磁性材料的制备及研究进展【摘要】铁氧体磁性材料是一类非常重要的无机功能材料,其应用涉及到电子、信息、航天航空、生物医学等领域.综述了铁氧体磁性材料的研究进展及其应用，分析了铁氧体磁性材料的制备方法,展望了研究和开发铁氧体磁性材料的新性能和新技术的应用前景.【关键词】铁氧体磁性材料；研究进展；制备铁氧体是一种非金属磁性材料,又称磁性陶瓷。
人类研究铁氧体是从20世纪30年代开始的,早期有日本、荷兰等国对铁氧体进行了系统的研究；在20世纪40年代开始有软磁铁氧体的商品问世;20世纪50年代是铁氧体蓬勃发展的时期。
1952年磁铅石硬磁铁氧体研制成功；1956年又在此晶系中开发出平面型的超高频铁氧体，同时发现了含稀土元素的石石型铁氧体，从而形成了尖晶石型、磁铅石型和石榴石型三大晶系铁氧体材料体系，应该说铁氧体的问世是强磁学和磁性材料发展史上的一个重要里程碑。
至今铁氧体磁性材料已在众多高技术领域得到了广泛的应用。
因此,有必要对铁氧体磁性陶瓷材料的研究动态进行总结以及对其发展进行展望。
1.铁氧体磁性材料的研究进展近年来，国内外学者在研究和改进磁性材料的同时,进行了卓有成效的新探索，其重点的研究和应用主要集中在以下几个方面.1。
1 铁氧体吸波材料由于科学技术的迅猛发展，在武器的隐身技术和电子计算机防信息泄露技术中，以及在生物学中的热效应方面，铁氧体作为吸波材料方面的应用尤为重要.铁氧体吸波材料通常分为尖晶石型铁氧体与六角晶系铁氧体两种类型,其中尖晶石型铁氧体应用历史最长,但尖晶石型铁氧体的电磁参数(介电常数和磁导率）都比较小,而且难以满足相对介单一铁氧体难以满足吸收频带宽、厚度薄和面密度小的要求,所以近年来研究者主要集中研究复合铁氧体材料以及纳米尺寸的铁氧体来控制其电磁参数[1］。
铁氧体纳米磁性材料作为微波的吸收体，纳米级的微粒材料的比表面积比常规粗粉大3～4个数量级,吸收率高，一方面，它能吸收空气中的游离的分子或介质中其他分子通过成键方式连接在一起,造成各向异性的改变.另一方面，在微波场中，活性原子及电子运动加剧,促使磁化，最终将电磁能转化为热能,从而增加吸收体的吸波能力。
新型功能材料的研究进展
新型功能材料的研究进展功能材料，是指具有一定的物理、化学、电子、光学、磁性、生物、机械等特性，能够在特定条件下完成特定功能的材料。
在众多的应用领域中，新型功能材料为各种新一代科技提供了关键性的突破和契机。
随着科技的发展和人类对材料性质的逐渐掌握，新型功能材料的研究也在不断深入，新的突破和发现不断涌现。
一、铁氧体材料的制备和应用铁氧体材料具有高饱和磁感应强度、低磁导率、高电阻率等优良特性，广泛用于计算机、通讯、精密仪器等领域。
随着人们对材料性质的深入了解，铁氧体材料的研究也进一步发展。
例如，近年来发现某些微纳米级的铁氧体颗粒对靶向治疗肿瘤具有能够不被普通药物替代的独特作用。
目前，铁氧体磁性纳米颗粒和低频磁场在磁流体靶向抑制癌细胞方面的应用，是新型功能材料带来的重要突破。
二、新型半导体材料的研究半导体材料因为其在电子、光电、光学等方面的独特特性，在信息科技、光电技术、能源技术等领域得到了广泛的应用。
新型半导体材料的研究成果主要体现在以下几个方面。
第一，新型半导体材料的设计和制备。
例如，经过反复实验和改进，研究者提出了一种基于ZnO和ZnS的超支化PVSK太阳能电池的构想，该构想成功提高了太阳能电池的光电性能。
第二，半导体材料在新兴技术领域的应用。
例如，自旋电子学是自然科学的一个新研究领域，而半导体材料中磁化自旋极化现象的出现，将使半导体材料在该领域应用成为可能。
第三，新型半导体材料的表征和表面物理。
例如，通过表面物理的研究，人们发现半导体材料表面会产生自旋谐振，这将有助于改进电子学产品的性能。
三、新型高分子材料的研究高分子材料是目前制备和使用范围最广泛的一类材料之一，其应用领域十分广泛，包括工程材料、建筑材料、塑料制品、纤维、胶粘剂、涂料等各行各业。
在高分子材料制备方面的研究中，近年来一直受到关注的问题是制备过程中污染问题。
以价廉易得的广谱抗生素四环素为例，人们发现在水溶液中，四环素与聚酰亚胺等高分子材料相结合，具有较好的去除效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2004～2005年磁性功能材料研究新进展3李国栋(中国科学院物理研究所,北京100080)摘 要: 本综述论文开始写于1994年,其后每年撰写。
今年综述内容包含:(1)超薄膜磁性材料;(2)纳米晶磁性合金;(3)巨磁电阻材料;(4)自旋极化;(5)新的铁氧体和稀土化合物。
关键词: 超薄膜;纳米晶;巨磁电阻;自旋极化;铁氧体;稀土化合物中图分类号: TM27文献标识码:A 文章编号:100129731(2006)09213552031 超薄膜磁性材料从薄膜磁性材料发展到超薄膜磁性材料的研究和应用是现代磁性材料进展的一个重要方面。
Fe/GaAs (100)薄膜是磁电子器件研制中被视为下一代的重要材料。
这一材料系统在超薄范围内具有优越的平面单轴磁各向异性。
最近较为细致地研究了单轴应变对Fe/GaAs(100)薄膜系统的磁各向异性的影响。
这一薄膜的研制是在大约50℃在基压约1×10-8Pa的靶室中制备的,是将Fe膜在GaAs(100)基片上生长。
研制成的薄膜为:Fe(100)〈001〉∥GaAs(100)〈001〉。
在将这一双层薄膜研制成后,再将其盖上3nm厚的Au 层以防止测量时氧化。
研制成的薄膜厚度约350μm。
其后利用反射高能电子衍射仪测量其衍射图,再用磁性测量仪测量其M2H回线,并观测了平面中相对于材料的内禀单轴磁各向异性轴施加张力时所产生的磁性变化。
又利用唯象能量模型再同时考虑内禀和应变感生的单轴各向异性的条件下对实验观测结果进行解释。
再假设磁弹系数在薄膜情况下与体状的体心立方Fe相同时,从这一模型得出了理论磁化回线。
在假设正单轴各向异性常数时,这一模型定性地预言了全部实验数据的磁化回线[1]。
当前自旋电子学的重要应用促进了新的磁性材料及其研制工艺的发展。
最近这方面应用的一类新材料是铁磁薄膜与半导体基片制成的新材料,其研究的许多方面都受到重视。
如对在GaAs (001)基层上的超薄Fe层退火后的结构和自旋动力学的研制便取得重要结果。
这一材料是用掺Si的GaAs 作基片,表面用溅射Ar+高600℃、约80min进行处理。
再用反射高电子衍射观测、扫描隧穿显微镜测量和Brillouin光散射等进行测量和研究。
从这些实验研究和进一步的理论思考获得一些重要的研究结果:所有研制的样品都是用分子束外延在GaAs(001)基片上生成的。
用6.0～8.0Al掩盖的退火处理的超薄(0.4～2.0nm)的Fe层中的自旋动力学研究结果与从反射高能电子衍射、低角X射线反射、扫描隧穿显微镜测量的薄膜结构是互相关联的。
将室温沉积的Fe 层再在300℃退火处理后对于Fe的磁性和表面结构都有显著的效应[2]。
2 纳米晶磁性合金纳米晶磁性材料是当前一类新型的重要的磁性材料,在科学研究和实际应用方面都受到重视。
Fe2M2B 系列的纳米晶软磁材料是铁基非晶材料经过适当温度退火部分晶化后获得的纳米复合磁性材料。
这类材料具有非常优异的软磁性能,因而受到广泛关注。
最近在Fe2Nb2B纳米晶磁性材料中利用Co原子部分取代Fe原子的实验研究中取得了一些重要的结果。
这是利用熔体快淬法在Ar气氛中制成的约1mm宽20μm 厚的Fe85-x Co x Nb7B8(x=2、5、10、30)非晶薄带,用差热分析仪测量不同含Co量的晶化温度,然后在不同温的温度进行真空退火1h,获得纳米晶的Fe85-x Co x Nb7B8条带。
再用X射线衍射仪、振动样品磁强计和阻抗分析仪测量样品的纳米晶化情况、磁性和几种频率下的低场磁谱。
实验测量和研究的主要结果显示:初级晶化温度随着Co含量的增加而下降,晶化激活能较不掺Co的降低。
掺Co后,一部分Co原子进入a2Fe(Co)纳米晶粒中,提高了Fe2Nb2B合金的饱和磁化强度,但Co的加入也使材料的矫顽力H c升高。
这是因为一方面由于Co的磁晶各向异性常数较Fe的高,而使总的磁晶各向异性常数增大,另一方面也有一部分Co原子聚集在晶粒表面与非晶基体之间的界面上,增加了对磁畴壁的钉扎效应[3]。
由于软磁纳米晶材料在交流磁场的广泛应用,最近对这种材料进行了新的研究。
所研究的纳米晶软磁材料是用Fe82Nb7B10 Cu1非晶条带研制成的。
这是用铜单辊快淬甩带法在氩气氛中研制成的,其厚度为22μm。
再进行高温下的热处理,在767K显示初次晶化,再在823K热处理30min,形成纳米晶结构。
然后用阻抗分析仪在1k Hz ～1M Hz测量材料的复数磁导率μ3=μ′-iμ″。
所用的外加磁场分别由绕在样品上的线圈形成的螺绕环提5531李国栋:2004～2005年磁性功能材料研究新进展3收到初稿日期:2005212206收到修改稿日期:2006207207通讯作者:李国栋作者简介:李国栋 (1927-),男,四川遂宁人,中国科学院物理研究所研究员,从事磁学、生物磁学、磁学史方面的研究,担任国家自然科学名词委员会物理名词分委副主任,科学家译名分委副主任、国家量和单位标准、电学和磁分委顾问。
供交流磁场,而外加横向磁场和纵向磁场分别用外加Helmholtz线圈和同心螺绕环提供。
所得的主要实验结果为:小的纵向磁场会帮助磁畴壁脱离钉扎,而较大的纵向磁场则会增加钉扎场,阻碍磁畴壁的运动。
而横向直流磁场对钉扎场则没有明显的影响[4]。
3 巨磁电阻材料巨磁电阻材料是具有显著远大于一般磁电阻效应的磁性材料。
由于巨磁电阻在磁传感器和磁记录的读出磁头等高新技术中有着广泛和重要的应用,因而成为当前的重要科学研究项目。
最近研究了在新模压表面上制成的巨磁电阻多层膜,因而显著地提高了巨磁电阻。
所研制的多层膜材料是用磁控管溅射方法在带有8nm厚的Fe缓冲膜的Al基片上淀积的非耦合的Co/Cu多层薄膜。
Al基片是利用阳极化处理方法制成,然后对Al薄膜进行刻蚀。
再对研制成多层Co/Cu 多层膜利用扫描电子显微镜作模压表面的较大面积和截面像的研究,再利用高分辨原子力显微镜于表面结构作更详细的分析研究。
所用的新基片是在正规的六角排列中包含纳米半球。
再利用(量子设计的)物理性质测量系统测量和研究了Co/Cu多层膜系统的磁输运性能。
主要的研究结果显示:在这新的基片上研制成的样品比在光滑的(100)Si基片上研制的含有相似成分的样品具有更高的巨磁电阻效应。
因为制造这种基片是一种较廉价的制造方法,所以在这样的基片上淀积巨磁电阻结构材料对于磁传感器等方面的应用具有更大的优势[5]。
最近还研究了具有双粒子粒度分布的Cu2Co颗粒薄膜的巨磁电阻的特性。
首先是采用磁控溅射方法在(100)Si基片上淀积Co2Cu颗粒薄膜。
使用Cu80Co20复合靶和直流功率进行淀积,在Ar气为0.53Pa的条件下使用0.1～0.2nm/s的速度淀积。
再用灵敏的测量仪测定薄膜的淀积率和厚度,用量子干涉式磁强计测量薄膜的磁性,用四探针测量仪测量薄膜的磁电阻,再在7.96×103A/m的较低磁场中测定在零场冷却和在磁场中冷却的磁化率曲线以决定磁阻挡温度,又在低温和高温分别测定磁滞回线以决定单磁畴颗粒的自发磁化强度,再根据同Langevin函数相适应而决定平均磁颗粒的尺寸。
利用这些多方面的测量和相关理论考虑,可以得出实验研制的较小颗粒和较大颗粒的平均尺寸分别为1.0和2.8nm,它们的粒子数比例分别为0.35和0.65。
这些研究表明:在这一材料系统中存在一定程度的磁体散射[6]。
4 自旋极化电子的自旋是产生物质磁性的一个重要的来源,因而关于电子自旋的物性和特点的多方面的研究是磁学和磁性材料研究中的一个重要课题。
最近关于电子自旋的多种研究和应用都有了许多新的和重要的发展。
如对于铁磁金属/聚合物系统的自旋极化输运动力学进行了重要的研究。
一方面对自旋注入有机半导体进行了实验研究,同时对在一维铁磁金属/有机聚合物系统中极化自旋的输运进行了理论研究。
研究表明:所注入的电荷累积成孤立波包的形态。
但是由于泡利(Pauli)原理的限制,这些波包所载电荷不能多于2个电子单位。
而且这些电子波包是自旋极化的,它在聚合物段中的作用表面为自旋载体。
实验还表明:所注入的电荷只有一种自旋取向,而且研究还表明:所注入的载流子的电荷还没有大于1个电子单位。
这些实验和理论两方面的研究互相配合,也互相补充。
这样的实验和理论两方面的配合研究,既丰富了所取得的研究结果,也使研究结果更具有说服力[7]。
在电子自旋极化的研究中,另一个重要的研究问题是耦合双量子点的自旋极化输运。
最近通过介观器件研究了量子输运问题。
研究中所用的介观器件包含由时间振荡耦合的横向双量子点,以及在隧道结中应用的静磁场产生的隧穿相关的自旋极化。
在研究中还表明:在对两个附加的宏观引线加上不等于0的偏电压时,就会通过这一器件使自旋和电流都受到驱动。
研究结果还进一步表明:自旋和电流都可用调节电路门电压、驱动场的频率以及磁场的强度来加以调节和控制。
而且在实验观测和研究中还观测到很有意义的共振现象。
这些研究还表明:电子自旋极化的研究对于磁学和磁性材料的发展都是十分重要和很有意义的。
如何进一步地扩展和深入电子自旋结构和电子自旋极化的研究,如何再发展电子自旋和电子自旋极化的在工业和高新技术等多方面的应用研究和实验应用,更进一步将电子的自旋极化扩大到原子核和其它基本粒子的自旋和自旋极化的研究也都是很有意义的[8]。
5 新的铁氧体和稀土化合物的电子结构和磁性 磁性材料的磁性与材料的电子结构有关紧密的联系。
最近研究了几种新的铁氧体和稀土化合物磁性材料的电子结构和磁性及其相互间的关系。
首先研究了Ca FeO3的电子结构和磁性。
利用带在座的库仑(Coulomb)相互作用参数U和交换J的局域自旋密度近似研究了CaFeO3中的电荷歧化现象。
通过计算表明:3d电子总数对于Fe(1)(Fe5+)和Fe(2)(Fe3+)原子约为5.1,而大约有0.25电子空穴在O22p带中。
因此可以把电荷歧化更准确地描述为2d5L(Fe4+)= d5L2(Fe5+)+d5(Fe3+),其中L表示氧2p带中的空穴,代替2d4(Fe4)=d3(Fe5+)+d5(Fe3+)。
由于Fe (1)2O带较短,因而使得Fe23d与O22p轨函之间的强化作用,Fe(1)便强于Fe(2)。
同时,由于Fe(2)的S轨函与其相邻的Fe(1)原子的d轨道之间较强的s2d杂6531功 能 材 料 2006年第9期(37)卷化作用,使Fe (2)获得较强的超精细磁场。
进一步研究还表明:在座的库仑排斥作用和交换作用显著增强了Fe 原子的满自旋上能带与不满自旋能带下之间的分裂。
这样的情况下,Fe 23d 电子变为局域化,满的d 带则移位到较低的能量程,甚至降低到O 22p 能级以下。
而所计算的磁矩、超精细磁场和电子电荷密度都与实验数据符合得很好。