磁电功能材料与器件北京市重点实验室
首页 实验室简介 最新动态 科研队伍 科研项目 科研成果 科研设备 人才培养

 

 

为了提高我国先进磁电功能材料的研究、开发及应用水平,建立完善的磁电功能材料制备、分析和检测技术、条件和标准,提升我国磁电功能材料的研究、开发及应用技术在国际上的影响和地位,本实验室以磁电功能材料的基础理论研究,先进磁电功能材料研究,制备技术研究,和相关器件的模拟设计,先进磁电功能材料的微观和介观结构分析、机理分析技术以及性能分析与检测为研究方向。主要研究内容:

(1)磁性纳米材料的基础理论研究及应用基础研究随着科学的发展和技术的进步,对先进材料的需求越来越高,因此迫切的需要开展理论性研究,揭示新现象,解决新问题,为新材料的研究开发提供理论基础, 并在此基础上研究和开发先进磁电功能材料。通过可控的化学合成方法(如高温油相合成、微乳液合成、溶剂热和转化化学方法等)及其相关拓展方法,发展具有优异磁学及电学特性的磁电功能材料,在引进国际先进组装技术的基础上,开展基于磁电功能纳米材料的特殊组装研究,主要包括:软磁及硬磁纳米粒子、硬磁软磁耦合磁体、永磁颗粒及永磁复合材料、磁电复合体及锂离子电池电极复合材料。

(2)多功能分子磁体的研究 在分子纳米磁体设计合成、表面组装、器件制备、单分子调控和检测等方面, 以分子纳米磁体的设计合成、可控组装与在分子自旋电子学器件中的应用为核心目标,围绕分子纳米磁体的磁构关系,自旋及其取向的调控机制;分子纳米磁体多尺度可控组装的规律和关键技术;分子纳米磁体中的磁-电、磁-光耦合作用机理;分子纳米磁体与表界面的相互作用机制;单个分子纳米磁体的自旋态检测原理和方法等关键科学问题,研究分子纳米磁体的精确制备、在多种基底表面的多尺度组装,和在制造自旋电子器件时涉及的自旋取向、输运、磁电耦合、磁光耦合、与表界面相互作用等关键技术,发展单个分子纳米磁体的自旋态检测与调控的原理和方法, 为分子纳米磁体在超高密度信息储存、分子纳米电子器件、量子计算等领域的应用提供科学基础和原型器件。

(3)稀土磁性纳米材料新相的研究 面对国民经济主战场,研究与现代技术进步和现实生活发展紧迫相关的磁学与磁性材料问题。如发电机、电动机都离不开磁场。同时为解决能源问题,风力发电和电动汽车都要求开发强磁性和高使用温度性能的磁体。另外随着电子信息产品的高频化、轻量化、小型化和高性能化的迅猛发展,迫切要求磁性电子材料在高频(GHz频段)条件下不仅要具有优良的磁电性能。为此进行新型稀土永磁材料各向异性钐铁氮磁粉和磁体的产业化提供核心技术;无重稀土或低重稀土高矫顽力永磁材料的研究;新一代高频、高性能化稀土软磁材料的研究。

(4)新型磁电功能材料和器件的计算机模拟设计 如何利用电场控制磁性以及如何利用磁场控制电极化是近几十年来人们一直关注的热点课题, 它不仅具有丰富的科学意义,同时对微电子学领域、能源转化和传感驱动等领域的工业需求具有潜在的应用前景。若能利用电场来调控磁性,就可以在未来高密度信息存储技术中解决目前由电流写入而造成的焦耳热能耗问题。另一方面若能利用磁场对电极化的控制,也可使人们有更多的思维空间来设计传感、驱动、探测等功能器件。与传统的三维磁电材料(如过渡金属氧化物)不同,我们的研究主要将集中于二维金属有机多孔材料。目前不管是国际还是国内,还未展开这类材料在外加电场或外加磁场下磁-电耦合性能的研究,属于空白领域。

 

banquan