磁性异质金属纳米材料的界面调控和磁电耦合特性研究

Magnetic heterogeneous metal nanomaterials have many excellent properties on magnetics and electromagnetism. Thus the research of the controllable synthesis, magnetics, electricity and magnetoelectric coupling properties is of great scientific importance and application values. This project will synthesize different shapes and structure-controlled magnetic heterogeneous metal nanomaterials by physical and chemical preparing methods. Then we study the relationship between the synthesis method, reaction condition and morphology, size, structure, composition to develop the controllable synthesis method for special structure magnetic heterogeneous metal nanomaterials; We character grain composition, atomic matching, interface defect and electronic structure of the nanomaterials by different advanced transmission electron microscopy (TEM); We explore the differences of magnetics and electricity properties, etc, between the special structure magnetic heterogeneous metal nanomaterials and single component structure nanomaterials by measuring magnetics, electricity and magnetoelectric coupling properties, etc. Finally, we explore the interface control of magnetic heterogeneous metal nanomaterials and magnetoelectric coupling properties research integration with computing simulation to develop the latest magnetoelectric coupling system and mechanisms between the magnetic and electrical coupling properties, which will propel the application of sensing and information areas.

磁性异质金属纳米材料在磁学、磁电学等方面具备优异的性能，开展其可控制备和磁学、电学及磁电耦合特性研究具有重要的科学意义和应用价值。本项目拟采用物理和化学等不同的制备方法，制备多种形态和结构可控的磁性异质金属纳米材料，探究制备方法和反应条件对材料的形态、尺寸、结构、成分等的影响规律，发展特定微结构磁性异质金属纳米材料的可控制备方法；采用多种先进的电子显微分析方法表征试样的晶粒组分、原子匹配、界面缺陷、电子结构等；测量纳米材料的磁学、电学和磁电耦合作用等性质，比较特定结构的异质金属纳米材料与单一组分、结构纳米材料的磁学、电学等性质的差异，探索结构与性能间的相互关系，结合理论分析计算，开展磁性异质纳米界面调控-成分分析-磁电耦合特性的一体化研究，发展新的磁电耦合系统以及磁性和电性之间调控的新机制，推进其在传感、信息等领域的应用。

磁性异质金属纳米材料在磁学、磁电学等方面具备优异的性能，开展其可控制备和磁学、电学及磁电耦合特性研究具有重要的科学意义和应用价值。本项目采用了物理和化学等不同方法制备了不同Ni、Fe含量以及不同尺寸、不同形貌的NixPt(1-x)、FexPt(1-x)纳米粒子，探究制备方法和反应条件对材料的形态、尺寸、结构、成分等的影响规律，发展特定微结构磁性异质金属纳米材料的可控制备方法。开展了一步法合成双元金属PdCu纳米链、Pt-Au/C纳米材料的设计制备、双元金属PtZnx纳米颗粒的制备、不同形貌的双元金属Pt3Zn合金纳米晶体的高效合成和Pd-Zn纳米晶体制备等，采用多种先进的电子显微分析方法表征试样的晶粒组分、原子匹配、界面缺陷、电子结构等，测量纳米材料的磁学、电学和磁电耦合作用等性质，探索了特定微结构非磁性异质金属纳米材料的磁学、电学和磁电耦合作用等性质。开展了磁性异质金属离子化合物异质界面纳米结构FeCo2S4@CoFe、FeCo2S4@FeNi2S4、Ni(OH)2/Co(OH)2、NiCo2O4等核壳纳米结构的制备及其性能研究；开展了多孔、中空等结构Co基、Fe基化合物纳米材料的制备和性能研究，探索了结构与性能间的相互关系，结合理论分析计算，开展了异质纳米界面调控-成分分析-磁电耦合特性的一体化研究；采用分子动力学模拟等方法，模拟计算异质纳米材料的微观结构、界面缺陷和结构稳定性的关系，反馈材料体系的设计合成，根据多种磁性离子间耦合作用，开展了特定结构磁性异质材料的微结构和合成工艺设计，改进完善结构和性能可控的制备方法和条件，开展了的磁电耦合性能研究，发现Sm3+/Cr3+离子复合物材料的奇异多铁性和LuxSm1-xCrO3 材料的晶体结构与磁耦合关系，发展了新的磁电耦合系统。在应用方面开展了Au/NixPt（1-x）纳米颗粒和Ag/CsPb1−xBixI3器件的电阻开关效应研究等，发现Ni含量调控的器件开关比和优异的非易失的、可靠的、可重复的开关性能等。