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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,纳米磁性,与,与磁性纳,米,米材料,第四章,纳米磁性,研,研究的发,展,展历程,纳米磁性,材,材料的基,本,本特征,三,介,介绍一些,具,具体纳米,磁,磁性材料,纳米磁性,材,材料的制,备,备方法,一,纳,纳米磁性,研,研究的发,展,展历程,1959,年,年，著名,的,的诺贝尔,奖,奖得主费,曼,曼（Richard Feynman）就设,想,想：“如,果,果有一天,人,人们可以,按,按照自己,的,的意志排,列,列原子和,分,分子，那,会,会产生什,么,么样的奇,迹,迹！”,，,，“毫无,疑,疑问，如,果,果我们对,细,细微尺度,的,的事物加,以,以控制的,话,话，将大,大,大扩充我,们,们可以获,得,得物性的,范,范围”，,他,他首次提,出,出了 “,纳,纳米”,材,材料的概,念,念。今天,，,，纳米科,技,技的发展,使,使费曼的,预,预言已逐,步,步成为现,实,实。纳米,材,材料的奇,特,特物性正,对,对人们的,生,生活和社,会,会的发展,产,产生重要,的,的影响。,1962,年,年，久保,提,提出超微,颗,颗粒的量,子,子限域理,论,论，推动,了,了实验物,理,理学家对,纳,纳米微粒,进,进行探索,。,。,1984,年,年德国的H.Gleiter教授等,合,合成了纳,米,米晶体Pd, Fe等。,1987,年,年美国阿,贡,贡国立实,验,验室Siegel,博,博士制备,出,出纳米TiO,2,多晶陶瓷,，,，呈现良,好,好的韧性,，,，在100多度高,温,温弯曲仍,不,不裂。这,一,一突破性,进,进展造成,第,第一次世,界,界性纳米,热,热潮，使,其,其成为材,料,料科学的,一,一个分支,。,。,碳60球,和,和碳纳米,管,管的发现,触,发,发,了,了,纳,纳,米,米,科,科,学,学,的,的,大,大,发,发,展,展,碳,纳,纳,米,米,碳,元,元,素,素,是,是,自,自,然,然,界,界,最,最,普,普,遍,遍,的,的,元,元,素,素,之,之,一,一,，,，,其,其,特,特,有,有,的,的,成,成,键,键,轨,轨,道,道,可,可,形,形,成,成,丰,丰,富,富,的,的,碳,碳,家,家,族,族,。,。,人,人,们,们,以,以,为,为,自,自,然,然,界,界,只,只,有,有,三,三,种,种,碳,碳,的,的,同,同,素,素,异,异,形,形,体,体,：,：,金,金,刚,刚,石,石,，,，,石,石,墨,墨,，,，,无,无,定,定,形,形,碳,碳,。,。,1985,年,年,，,，Kroto,等,等,人,人,发,发,现,现,幻,幻,数,数,为,为60,的,的,笼,笼,状,状C,60,分,子,子,，,，,其,其60,个,个,碳,碳,原,原,子,子,分,分,别,别,位,位,于,于,由,由20,个,个,六,六,边,边,形,形,环,环,和,和15,个,个,五,五,边,边,形,形,环,环,组,组,成,成,的,的,足,足,球,球,状,状,多,多,面,面,体,体,的,的,顶,顶,点,点,上,上,。,。,KratschmerW.,用,用,石,石,墨,墨,电,电,极,极,电,电,弧,弧,放,放,电,电,首,首,次,次,宏,宏,观,观,量,量,的,的,合,合,成,成,了,了C,60,。,。,引,发,发,又,又,一,一,次,次,纳,纳,米,米,研,研,究,究,热,热,。,。,其,后,后,，,，,又,又,发,发,现,现,一,一,大,大,家,家,族,族,球,球,形,形,和,和,椭,椭,球,球,形,形,的,的,碳,碳,的,的,同,同,素,素,异,异,形,形,体,体,。,。,1991,年,年,，,，,日,日,本,本NEC,公,公,司,司Iijima,教,教,授,授,在,在Ar,气,气,氛,氛,直,直,流,流,电,电,弧,弧,放,放,电,电,后,后,的,的,阴,阴,极,极,棒,棒,沉,沉,积,积,碳,碳,黑,黑,中,中,，,，,通,通,过,过,透,透,射,射,电,电,镜,镜,发,发,现,现,一,一,种,种,直,直,径,径,在,在,纳,纳,米,米,或,或,几,几,十,十,纳,纳,米,米,，,，,长,长,度,度,在,在,几,几,十,十,纳,纳,米,米,到,到1,毫,毫,米,米,的,的,中,中,空,空,管,管,。,。,几,几,十,十,个,个,管,管,子,子,同,同,轴,轴,构,构,在,在,一,一,起,起,，,，,相,相,邻,邻,管,管,的,的,径,径,向,向,间,间,距,距,约,约0.34,纳,纳,米,米,，,，,即,即,石,石,墨,墨,的,的,（,（002,）,）,面,面,间,间,距,距,。,。,这,这,就,就,是,是,现,现,统,统,称,称,的,的,碳,碳,纳,纳,米,米,管,管,。,。,其,其,独,独,特,特,的,的,一,一,维,维,管,管,状,状,分,分,子,子,结,结,构,构,开,开,辟,辟,了,了,一,一,维,维,纳,纳,米,米,材,材,料,料,研,研,究,究,的,的,新,新,领,领,域,域,。,。,又,又,一,一,次,次,形,形,成,成,纳,纳,米,米,研,研,究,究,的,的,高,高,潮,潮,。,。,美,国,国,国,国,家,家,纳,纳,米,米,技,技,术,术,启,启,动,动,计,计,划,划,美,国,国,前,前,总,总,统,统,克,克,林,林,顿,顿,二,二000,年,年,七,七,月,月,向,向,国,国,会,会,提,提,交,交,的,的,美,美,国,国,国,国,家,家,纳,纳,米,米,技,技,术,术,启,启,动,动,计,计,划,划(NationalNanotechnologyInitiative),其,其,中,中,将,将,电,电,脑,脑,硬,硬,盘,盘,磁,磁,头,头,的,的,巨,巨,磁,磁,电,电,阻,阻,读,读,传,传,感,感,器,器(GMRReadSensor),作,作,为,为,纳,纳,米,米,科,科,技,技,在,在,信,信,息,息,存,存,储,储,技,技,术,术,中,中,的,的,第,第,一,一,个,个,应,应,用,用,实,实,例,例,GMR,磁,磁,头,头,不,不,仅,仅,在,在,厚,厚,度,度,上,上,，,，,而,而,且,且,在,在,长,长,度,度,上,上,都,都,在,在100,纳,纳,米,米,以,以,内,内,目,前,前,的,的,产,产,业,业,化,化,情,情,况,况,准,零,零,维,维,磁,磁,性,性,纳,纳,米,米,粒,粒,子,子,早,在,在,上,上,世,世,纪,纪50,年,年,代,代,就,就,已,已,应,应,用,用,用,于,于,磁,磁,畴,畴,观,观,察,察,的,的,粉,粉,纹,纹,技,技,术,术,：,：,将,将,足,足,够,够,细,细,的,的,铁,铁,磁,磁,粉,粉,末,末,的,的,胶,胶,状,状,悬,悬,浮,浮,液,液,涂,涂,在,在,样,样,品,品,表,表,面,面,上,上,，,，,由,由,于,于,畴,畴,壁,壁,处,处,的,的,散,散,磁,磁,场,场,将,将,磁,磁,性,性,粉,粉,末,末,集,集,中,中,于,于,此,此,，,，,描,描,绘,绘,出,出,表,表,面,面,的,的,磁,磁,畴,畴,结,结,构,构,或,或,表,表,面,面,畴,畴,壁,壁,的,的,轨,轨,迹,迹,。,。,用,于,于,制,制,备,备,单,单,畴,畴,永,永,磁,磁,粉,粉,材,材,料,料,，,，,因,因,为,为,单,单,畴,畴,粒,粒,子,子,反,反,磁,磁,化,化,过,过,程,程,是,是,磁,磁,畴,畴,的,的,转,转,动,动,，,，,没,没,有,有,畴,畴,壁,壁,运,运,动,动,过,过,程,程,，,，,矫,矫,顽,顽,力,力,可,可,以,以,提,提,高,高,很,很,多,多,。,。,3.,用,用,于,于,磁,磁,密,密,封,封,的,的,磁,磁,性,性,液,液,体,体,，,，,即,即60,年,年,代,代,用,用,宇,宇,航,航,服,服,头,头,盔,盔,的,的,磁,磁,密,密,封,封,。,。,这,这,里,里,用,用,到,到,了,了,纳,纳,米,米,粒,粒,子,子,的,的,超,超,顺,顺,磁,磁,性,性。,宇航员头盔,的,的密封是纳,米,米磁性材料,的,的最早重,要,要应用之一-磁,性,性液体,1988年,由,由非晶态FeSiB退,火,火通过掺,杂,杂Cu和Nb控制晶粒,成为新型的纳米晶软磁材料,1988年,发,发现了磁性,多,多层膜的巨,磁,磁电阻效应,并,并由此产,生,生一门新兴,学,学科-自旋,电,电子学,1993年,理,理论表明,纳,纳米级的软,磁,磁和硬磁颗,粒,粒复合将,综,综合软磁M,s,高，硬磁H,c,高的优点,获,获得磁能级,比,比现有最好NdFeB,高,高一倍的,新 型 纳,米,米 硬,磁,磁 材 料,二十一世纪,以,以来利用模,板,板生长,一维磁性纳,米,米丝的研究,很,很活跃,材料包括单,一,一金属，合,金,金，化合物,，,，多层材料,，,，复合材料,等,等等，应用,目,目标也从存,储,储介质到细,胞,胞分离多种,多,多样。,许多生物体,内,内就有天然,的,的纳米磁性,粒,粒子，如磁,性,性细菌，鸽,子,子，海豚，,石,石鳖，蜜蜂,，,，人的大脑,等,等,这里有大量,的,的课题需要,研,研究，特别,需,需要有物理,和磁学背景,的,的人员参与,，,，有利于对,问,问题的理解,1975年,即,即发现向磁,性,性细菌-,体内有一排,磁,磁性纳米粒,子,子,向磁性细菌,磁性纳米粒,子,子导航作用,的,的物理原理,和,和生物过程,？,？,蜜蜂腹部的,磁,磁性纳米颗,粒,粒，G代表,磁,磁性颗粒。,对地磁场的,准,准确定位，,磁,磁偏角和磁,倾,倾角？,人类大脑中,平,平均含有20微克（约500万粒,）,）的磁性纳,米,米粒子,与进化，成,长,长，某些脑,功,功能的关系,？,？,石鳖齿舌中,含,含有大量,一维纳米磁,性,性丝,一维纳米丝,的,的丝由许多,磁,磁性柱构成,，,，柱内是单,畴,畴粒子的集,合,合。,其生物功能,未,未必只是加,强,强齿舌的耐,磨,磨性。,有趣的是，,它,它具有天然,的,的纳米丝生,长,长模板,生物矿化的,牙,牙齿内部有,机,机纤维组织,网,网络成为纳,米,米丝生长模,板,板。图为其,模,模板截面及,磁,磁性材料在,其,其内形成过,程,程。,由此可见，,纳,纳米科学的,大,大发展从总,体,体上讲只有,约,约20年历,史,史，但磁性,纳,纳米材料的,研,研究和应用,已,已有50年,历,历史。,
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