首次製備各向異性納米複合稀土永磁多層膜

2020-11-27 人民網

原標題：首次製備各向異性納米複合稀土永磁多層膜

多層膜的XRD 譜

近日，中科院金屬所瀋陽材料科學國家實驗室磁性材料與磁學研究部的科研人員在國際上首次成功製備了硬磁相、軟磁相和隔離層組成的各向異性納米複合稀土永磁多層膜。

科研人員認為，製備和研究各向異性納米複合稀土永磁多層膜材料，對弄清交換耦合機制和繼續提高納米複合磁體的磁性能十分重要。

軟磁材料的磁性能特徵就像個子高高的瘦子，而硬磁材料的磁性能特徵就像個子矮矮的胖子。納米複合永磁材料的研究思路就是將這兩隊胖子和瘦子組成一個聯合戰鬥小組，從而可以充分利用他們各自的優勢條件。要實現這個目的，胖子和瘦子要充分結合在一起，最好是一個間一個地在納米尺度整齊排列。但這之前還要突破幾個技術難點。

首先，要讓軟磁材料和永磁材料兩相整齊地排列，需要在高溫下生長材料，而高溫會導致不同材料間的元素擴散，從而無法形成兩個不同的相。磁性材料與磁學研究部的科研人員採用磁控濺射方法在加熱襯底上生長取向的硬磁層，同時採用在軟磁和硬磁層間插入非磁性隔離層的思路，由此成功製備了硬磁相、軟磁相和隔離層組成的各向異性納米複合多層膜。

在此基礎上，科研人員還研究了非磁性間隔層和硬磁層厚度、硬磁相和非磁性層材料、硬磁層織構對有效臨界關聯長度以及軟磁層和硬磁層間的交換耦合的影響。

各向異性納米複合多層膜的成功製備以及間接和長程交換耦合作用的相關工作引起國際同行的關注，促進了永磁體的磁性能的提高。各向異性的納米複合永磁薄膜可以直接應用於微型馬達和傳感器等。如果這種實現各向異性納米複合永磁體的思路能成功地應用於塊體材料，將會大大降低稀土永磁材料的成本，從而產生巨大的經濟效益。（雨田）

相關焦點

  • 半導體所在垂直磁各向異性材料MnGa研究方面取得重要進展
    最近，國際期刊《先進材料》報導了中科院半導體研究所超晶格室趙建華研究員和博士生朱禮軍的最新研究成果——製備出室溫環境中同時具有超高垂直矯頑力、超強垂直磁各向異性和大磁能積MnGa單晶鐵磁薄膜。同時具有高矯頑力、高垂直磁各向異性和高磁能積的磁性材料在超高密度垂直磁記錄（~10Tb/inch2）、高性能永磁體和高熱穩定性並抗電磁幹擾的自旋電子器件等方面有著廣闊的應用前景。基於這類材料的自旋電子器件主要包括高速、低功耗的磁電阻隨機存儲器；高空間解析度、高靈敏度的磁性傳感器、硬碟讀頭；高功率微波振蕩器、自旋光隔離器和自旋場效應管等。
  • 稀土永磁材料研究應用 我國應如何利用稀土儲量世界第一的優勢？
    ①各向同性磁粉和粘結磁體粘結磁體是磁粉和粘結劑構成的複合體系，採用快淬方法製備的各向同性釹鐵硼磁粉是粘結稀土永磁市場的絕對主力。②各向異性磁粉和粘結磁體各向異性粘結稀土永磁體是一個歷史悠久但又亟待開發的重要分支。傳統的粘結Sm-Co磁體就是各向異性的，目前還一直維持著生產。在各向異性粘結稀土永磁體領域，磁體製造技術欠發達嚴重製約了其發展。
  • 【稀土論壇】你確定了解稀土永磁粉體材料? 產業鏈現狀及發展趨勢...
    原標題：【稀土論壇】你確定了解稀土永磁粉體材料？ 產業鏈現狀及發展趨勢也不清楚？ 此文講的通透！「稀土永磁粉體研究及應用技術開發」的演講，他的講話主要圍繞稀土永磁粉體材料現狀及發展趨勢、永磁粉體的製備及檢測以及稀土功能粉體材料的開發這三方面展開。
  • 各向異性形貌聚合物納米粒子製備的新思路:含液晶基元單體的聚合誘導多級自組裝
    Healthcare Mater. 2015, 4, 2657−2666）但是，受限於加工方法，納米尺度的各向異性聚合物粒子難以被高效製備，導致各向異性形貌納米粒子對生物效應的影響尚未得到系統性的研究。利用剛性液晶基元構造剛-柔嵌段共聚物，在溶液自組裝過程中引入次級有序排列，是製備各向異性聚合物納米粒子的有效途徑之一。
  • 首次實驗揭示雙茂基鏑單分子磁體的磁各向異性
    磁各向異性是磁性材料的重要特徵之一，決定了其在外磁場中的響應行為。特別是在分子磁性研究中，強單軸磁各向異性對分子納米磁體性能具有決定性作用。因此理解材料中磁各向異性的構效關係對分子磁性、磁光性質以及磁電輸運等研究具有重要意義。最近，以雙茂基鏑配合物為代表的稀土金屬有機單分子磁體引起了人們的廣泛關注。
  • 國家納米中心等在晶體光學各向異性研究中獲進展
    ，發展了新的晶體光學各向異性表徵方法。這一層狀結構決定了範德華晶體的各種物理性質具有天然的各向異性，其中光學各向異性對於新型光電器件的設計和優化至關重要。受制於目前製備高質量範德華單晶尺寸問題，傳統的基於遠場光束反射的光學各向異性表徵方法（如端面反射法、橢偏法）均難以準確測量範德華微晶體的光學各向異性。
  • 我國科學家首次觀測到稀土離子4f電子云的形狀
    研究成果以「Observation of the Asphericity of 4f-electrondensity and Its relation to the Magnetic Anisotropyaxis in Single-molecule Magnets」（單分子磁體中4f電子密度的非球形觀測及其與磁各向異性軸的關係）為題，於12月16日在線發表在Nature Chemistry
  • 清華大學朱宏偉團隊:LDH納米片高各向異性氫氧根離子傳導
    【成果簡介】清華大學材料學院朱宏偉教授課題組與日本國立物質·材料研究機構（National Institute for Materials Science，NIMS）馬仁志博士和Takayoshi Sasaki教授合作，通過液相剝離法製備了面內氫氧根離子傳導率高達
  • 或將取代現有稀土永磁體
    碳的存在，極大地提高了鈷的磁能乘積（衡量磁鐵強度的一種指標）在低溫下增加了五倍，其研究成果發表在《物理評論B》期刊上，研究小組在零下195攝氏度觀察到了磁場強度的增加。利茲物理與天文學院的聯合首席研究員蒂姆·穆爾索姆博士說：這是我看到的第一個跡象，表明無稀土磁鐵可以與稀土基永久磁鐵釤鈷等物質相提並論，雖然到目前為止只在低溫下看到了這種效果，但我希望有一天，類似這樣的混合磁性材料將取代稀土永磁體，有助於減輕它們造成的環境破壞。
  • 稀土離子的4f電子云是什麼形狀?
    單分子磁體是一類具有強易軸各向異性的分子納米磁體分子中僅含有一個金屬離子的單分子磁體通常被稱為單離子磁體，近20年來，人們通常可以使用各向異性很強的稀土離子來構築單離子磁體。稀土離子配合物往往具有較低的對稱性，因此很難從幾何結構上確定稀土離子的磁各向異性軸和4f電子云的結構。
  • ...Nano》:兼具高各向異性導熱和導電性能的柔性石墨烯納米複合材料
    為滿足特定的技術要求，在很多應用場合需要具備高度各向異性的高導熱和導電柔性材料，高導熱性作為散熱器件可以大幅度降低器件內部或表面溫度，進而高效、經濟地利用熱量，同時各向異性導電性可消除特定方向上的靜電，為安全提供保障。目前，開發高各向異性的導熱和導電柔性聚合物材料是一個具有挑戰性和有意義的研究課題。
  • 青島大學開發用於防幹擾和信息加密傳輸的各向異性納米發生器
    近日，青島大學物理科學學院龍雲澤課題組王曉雄在摩擦電納米發電機領域取得重要進展，相關成果以「Anisotropic nanogenerator for anticounterfeiting and information encrypted transmission」為題發表在國際能源領域著名期刊
  • 科學網—發展新的晶體光學各向異性表徵方法
    本報訊 近日，國家納米科學中心戴慶團隊和美國石溪大學教授劉夢昆等合作，利用近場光學技術克服了範德華晶體有限尺寸導致的表徵困難
  • 多功能導電各向異性Janus膜,衍生3D Janus管和3D+2D完整旗形結構
    C：電紡多功能導電各向異性Janus膜，衍生3D Janus管和3D+2D完整旗形結構DOI: 10.1039/d0tc00366b利用靜電紡絲技術，設計合成了一種具有超順磁性、雙各向異性導電和綠-紅雙色發光的同步多功能二維（2D）雙層Janus型薄膜（DJF）。在宏觀上，二維DJF包括緊密結合在一起的兩層，第一層為左右結構的Janus防護膜，第二層為非陣列發光膜。
  • 中美研究團隊發現新的晶體光學各向異性表徵方法
    近日，國家納米科學中心戴慶團隊和美國石溪大學教授劉夢昆等合作，利用近場光學技術克服了範德華晶體有限尺寸導致的表徵困難，成功測量了氮化硼及二硫化鉬的介電張量
  • 二維GeSe2面內各向異性及短波偏振光探測研究
    作為一種新型的二維半導體材料，黑磷因其獨特的面內各向異性引起了研究人員的廣泛關注。近期，幾種其它面內各向異性二維材料（如ReS2、ReSe2；SnS、GeSe等）也被相繼報導。然後，通過角分辨拉曼光譜和角分辨電導測試，顯示了其顯著的面內振動和電導各向異性。隨後，基於單個GeSe2納米片構築了光電探測器。在不同方向的450 nm偏振光照射下表現出顯著的光電流差異，體現了該材料在短波區域優異的偏振光探測性能。最後，通過實驗和DFT理論計算表明GeSe2具有較高的吸附氧活化能（2．12 eV；遠高於黑磷的0．71 eV），因而表現優異的空氣穩定性。
  • 中科院化學所《ACS Nano》：兼具高各向異性導熱和導電性能的柔性石墨烯納米複合材料
    為滿足特定的技術要求，在很多應用場合需要具備高度各向異性的高導熱和導電柔性材料，高導熱性作為散熱器件可以大幅度降低器件內部或表面溫度，進而高效、經濟地利用熱量，同時各向異性導電性可消除特定方向上的靜電，為安全提供保障。目前，開發高各向異性的導熱和導電柔性聚合物材料是一個具有挑戰性和有意義的研究課題。
  • 具有高各向異性導熱和導電率的柔性石墨烯納米複合材料
    1成果簡介 使用碳材料同時具有高度各向異性的導熱性和導電性來實現納米複合材料仍然具有挑戰性，因為碳材料傾向於在納米複合材料中形成隨機網絡。從而實現了複合材料集高各向異性導熱和導電性能於一體的高性能化，同時複合材料顯示出高的柔韌性和拉伸強度（由40 MPa提高到110 MPa）。
  • 中科院化學所:各向異性高導熱和導電率的柔性石墨烯納米複合材料
    成果簡介 使用碳材料同時具有高度各向異性的導熱性和導電性來實現納米複合材料仍然具有挑戰性，因為碳材料傾向於在納米複合材料中形成隨機網絡。Graphene Nanocomposites with Simultaneous Highly Anisotropic Thermal and Electrical Conductivities Prepared by Engineered Graphene with Flat Morphology」的論文，研究以平整形態的石墨烯為功能填料，採用層層刮塗法（LBL scraping method）製備石墨烯
  • 中科院化學所：各向異性高導熱和導電率的柔性石墨烯納米複合材料
    成果簡介 使用碳材料同時具有高度各向異性的導熱性和導電性來實現納米複合材料仍然具有挑戰性，因為碳材料傾向於在納米複合材料中形成隨機網絡。，從而實現了複合材料集高各向異性導熱和導電性能於一體的高性能化，同時複合材料顯示出高的柔韌性和拉伸強度（由40 MPa提高到110 MPa）。