研究人员首次制备各向异性纳米复合稀土永磁多层膜

多层膜的XRD 谱

近日，中科院金属所沈阳材料科学国家实验室磁性材料与磁学研究部的科研人员在国际上首次成功制备了硬磁相、软磁相和隔离层组成的各向异性纳米复合稀土永磁多层膜。

科研人员认为，制备和研究各向异性纳米复合稀土永磁多层膜材料，对弄清交换耦合机制和继续提高纳米复合磁体的磁性能十分重要。

软磁材料的磁性能特征就像个子高高的瘦子，而硬磁材料的磁性能特征就像个子矮矮的胖子。纳米复合永磁材料的研究思路就是将这两队胖子和瘦子组成一个联合战斗小组，从而可以充分利用他们各自的优势条件。要实现这个目的，胖子和瘦子要充分结合在一起，最好是一个间一个地在纳米尺度整齐排列。但这之前还要突破几个技术难点。

首先，要让软磁材料和永磁材料两相整齐地排列，需要在高温下生长材料，而高温会导致不同材料间的元素扩散，从而无法形成两个不同的相。磁性材料与磁学研究部的科研人员采用磁控溅射方法在加热衬底上生长取向的硬磁层，同时采用在软磁和硬磁层间插入非磁性隔离层的思路，由此成功制备了硬磁相、软磁相和隔离层组成的各向异性纳米复合多层膜。

在此基础上，科研人员还研究了非磁性间隔层和硬磁层厚度、硬磁相和非磁性层材料、硬磁层织构对有效临界关联长度以及软磁层和硬磁层间的交换耦合的影响。

各向异性纳米复合多层膜的成功制备以及间接和长程交换耦合作用的相关工作引起国际同行的关注，促进了永磁体的磁性能的提高。各向异性的纳米复合永磁薄膜可以直接应用于微型马达和传感器等。如果这种实现各向异性纳米复合永磁体的思路能成功地应用于块体材料，将会大大降低稀土永磁材料的成本，从而产生巨大的经济效益。（雨田）