不同形状的纳米磁性金属与合金颗粒的微波磁性.研究

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1、原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：叠垫日期：Z弦7、多．允7关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定

2、，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名：轴导师签名：鼬昌!州人学噼J：学证论文第一章引言1．1纳米磁学综述【1-5】磁学是最古老的学科之一，但也处在新兴的纳米科学技术领域的最前沿。纳米科学技术(NaDO．∞是20世纪80年代束

3、刚刚诞生并正在崛起的新科技，它的基本含义是在纳米尺寸(10．9．107m】范围内认识物质新的物理效应。当颗粒尺寸进入纳米量级(1-160nm)时．颗粒本身将表现出量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。因而展现出传统材料所不具备的物理化学特性．在催化、光吸收、生物医药、磁介质及新材料等方面有广阔的应用曲景。从而引起了科学工作者们的极大兴趣。图1．1说明了磁学领域过去与现在的相互比较。左图是WillianGilbert于1600年写的DeMa髓毗e巾木刻印版图的复制品，这奉书包含了对地球的地磁科学的探索

4、。右图是现代纳米缎的铁磁体点涡旋结构模拟图。两幅图具有相似的包含箭头的圆圈。随着400年时间的流逝。最关键的不同是，两者的直径改变了14个数量级。幽1．1两幅内古箭头的图la)摘自willlauOilkrt写的1600年出版fI勺DeM49眦。圈是木刻印刷的地球．包括一座山的构遗B，帮助理解地磁学。b)坡莫台金纳米颗粒磁满旋结构微磁学模拟幽，被Novosad讨论过．它包含一个中心棱．自旋指向平面外。【11下面旭日形的图形【1】，展示了纳米磁学各个领域的挑战。从最上边开始，我们沿顺时针方向介绍。超强永磁体第一个是寻找超

5、强永磁体。寻找它是为了处理国家对能源利用率、能源保护和能源自足的需求。能源问题是全世界要面对的最重要的挑战。它涉及的方面广泛且相互渗透．纳米科学提供了创造超强永磁体的可能行，这种磁兰州丈学博士学位论文体能用来做出更高效更小型的发动机。对于汽车和飞机运输，发动机是无处不在的．重量轻的发动机能够节约化石燃料。超高密度介质为信息存储而研制的超高密度磁记录介质已成为重要的目标。现今的存储密度已达约100Gbits／in2，为了达到Tbits／in2甚至更高，我们需要新的方法，而纳米磁学或许能够提供我们需要的东西。这个领域处在

6、十字路口，需要改进最初在1956年提出的技术，解决微小结构的热稳定性等难题，Wellcr和Moser曾报道过这方面的内容f21。Un翱嘶。憋一Ma一-u渊№Ⅻ一譬翟C—o卸■■w■-oWm∞GrandChallengesm·I∞'№n㈣gM“麓嚣挈LT．Mq峨kld■∞●●■∞a图1．2纳米磁学领域内重大的挑战，它们同国家战略目标直接联系，例如刺激经济、能源效率、领士安全与防御等等。需要在基础研究中刨遗新材料和理解它们新的物理性质。自旋晶体管现今电子学的基础是半导体晶体管，经过几十年的完善，半导体晶体管取代了真空管技

7、术。半导体电子学主要利用电子的电荷性，但电子还有自旋，而这是磁学的基础。自旋晶体管能够增加现今电子学的价值，这被Wolf所强调。挑战不仅是制造一个自旋晶体管，而且要实现有增益的自旋晶体营。至今为止，制造～个能剥用并放大自旋信号的自旋增益晶体管还是一个难以克服的问题，Nikonov和Bouriaaoff已经讨论过这个问题并提出了一个可能的方案【3】。在磁电子学或自旋电子学这个领域内的基本原则和应用已经被zu雠所评论【4】。接近100％的自旋极化材料要创造一个电路，使其自旋流动超过电荷流动，需要接近100％的自旋极化材料

8、，这些可以在半金属铁磁体中发现，例如存在于一个复合氧化物和锰铝铜强磁性合金中。半金属是指费米能级与态密度相交，而鼍兰州大学博士学位论文态密度内对一个自旋子带存在间隙。室温磁性半导体为了将磁电子学的新功能和主流的半导体电路系统相联系，磁性半导体是一个相关的探索。这种磁性半导体需要它们的磁有序温度或居里温度高于室温，以便和现有的技术结合起来。随机磁