《薄膜-納米線陣列複合磁系統中相互作用的研究》是依託東南大學，由袁士俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：薄膜-納米線陣列複合磁系統中相互作用的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：袁士俊
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
由於信息通訊和計算機領域的高速發展，對於能夠工作在高頻波段的高性能微波器件產生了越來越大的需求，這就需要製備微波器件的材料具有更高的共振頻率、更大的吸波頻寬和更大的吸收損耗。我們認為，利用複合材料中的磁相互耦合作用可以得到具有良好性能和可調控的微波材料。在具體方案上，我們擬採用磁性薄膜和磁性納米線陣列這兩類磁性材料構成薄膜-納米線陣列複合磁性材料。以獲得可調控的高共振頻率材料為目標，選擇幾種典型的磁性材料和幾何構型，通過對材料模型的微磁學模擬分析，得到合適的幾何參數和磁性參數；再結合電化學沉積和磁控濺射工藝製備出符合參數要求的磁性樣品。通過巨觀和微觀磁性的實驗表征，結合動態磁性的測量結果，深入理解材料的共振頻率與磁晶各向異性和形狀各向異性的關係，以及磁性薄膜/磁性納米線陣列複合材料的磁耦合和高頻多共振機制。我們的研究結果將為尋找新一代微波器件材料提供理論和實驗支持。
結題摘要
複合磁性材料的製備和性能研究是磁學領域的研究熱點之一。尤其是隨著信息技術的發展，對於能夠工作在高頻波段的微波器件產生了越來越大的需求，這就需要對磁性材料的的靜態和動態磁性性能進行深入的研究。本項目採用電化學、水熱法、磁控濺射等多種方法製備了多種複合磁性樣品，包括磁性納米線陣列、磁性薄膜和磁性包覆顆粒。通過形貌表征，物相分析，靜態和動態磁性測量等分析手段對複合磁性材料進行了詳細分析，並對磁性來源、磁性調控進行了定量研究。對於電化學製備的磁性納米線陣列樣品，具有很好垂直於薄膜的磁性能，通過對其鐵磁共振譜分析了微波驅動下的納米線的耦合的行為。通過簡單包覆方法得到了具有較大磁共振吸收的FeNi-MWCNT複合磁性樣品，可達到在3-18 GHz的寬頻範圍內得到大於-20dB的共振吸收。我們還製備了Fe3O4磁性納米條帶陣列和紡錘形Fe2O3-Fe3O4磁性複合納米顆粒，研究了磁性各向異性和磁性大小的調控方法。並通過微磁學計算模擬的方法，我們對上述實驗中製備得到的部分磁性樣品進行了模擬對比研究，理解了Fe3O4磁性納米條帶中材料本身的磁晶各向異性可忽略，其磁疇和磁翻轉行為由形狀各向異性和襯底的應力各向異性決定。進一步的，我們計算模擬了一種有非磁性缺陷的自旋閥模型器件，結果顯示磁性翻轉層的磁疇翻轉時間敏感地取決於缺陷位置。通過本項目的研究，我們深入理解了材料的共振頻率與磁晶各向異性和形狀各向異性的關係，以及磁性薄膜/磁性納米線陣列複合材料的磁耦合和高頻共振機制。我們的研究結果為尋找新一代微波器件材料和基於極化電流的自旋轉移矩效應的納米磁性器件的設計提供了理論和實驗支持。
