Fe-N 磁性纳米颗粒的各向异性调控及其高频性能的研究

With the high-frequency electronic devices being smaller, faster, and lower power consumption, the magnetic materials faces new challenges in high-frequency performance. As a new magnetic nanomaterial, Fe-N magnetic nanoparticles with high saturation magnetization and high Curie temperature have become a kind of non-rare magnetic material with great research potential. In this project, Fe-N magnetic nanoparticle with shape anisotropy will be synthesized by chemical method. And investigate the effect of magnetic anisotropy (shape anisotropy and magnetic crystal anisotropy) and magnetic coupling on the high-frequency properties by regulating the shape factor (eg aspect ratio, particle size, etc.), stoichiometry, arrangement of nanoparticle and mixing with the organic polymer, which will optimize the high-frequency microwave properties of anisotropic Fe-N magnetic nanoparticles. It is expected to provide a better solution to solve the traditional problem in iron-based magnetic materials that the permeability and resonance frequency cannot be increased simultaneously.

随着电子器件高频段化、微型化、高性能化及低能耗化的发展，对磁性材料的高频性能提出了新的挑战。Fe-N 磁性纳米颗粒作为新兴的磁性纳米材料具有高饱和磁化强度、高居里温度等特点已经成为非常有研究潜力的新型非稀土磁性材料。在本项目中，拟通过化学的方法，制备具有高形状各向异性的Fe-N 磁性纳米颗粒。并通过对Fe-N 磁性纳米颗粒的形貌因素（例如长径比）、Co掺杂的化学配比的调控、有序阵列的定向处理及与高分子有机聚合物相混合等手段，系统研究其磁各向异性（形状各向异性和磁晶各向异性）、磁耦合作用对其高频微波性能的影响，全面优化具有各向异性的Fe-N磁性纳米颗粒的高频微波性能。有望为解决传统的铁基磁性材料不能同时增大磁导率和共振频率的难题提供一个良好的解决方案。

随着电子器件高频段化、微型化、高性能化及低能耗化的发展，对磁性材料的高频性能提出了新的挑战。Fe-N磁性纳米颗粒作为新兴的磁性纳米材料具有高饱和磁化强度、 高居里温度等特点已经成为非常有研究潜力的新型非稀土磁性材料。在本项目中，采用溶剂热法等化学方法成功制备出α-Fe2O3碟状纳米颗粒，Fe3O4碟状纳米颗粒，Fe4N碟状纳米颗粒，CoFe2O4纳米方块，并对得到的纳米颗粒静磁性和高频微波性能进行研究。进一步对纳米颗粒进行有序阵列的定向处理，研究了粒径大小，饱和磁化强度，形状各向异性，磁耦合作用对高频微波性能的影响。全面优化具有各向异性的Fe-N磁性纳米颗粒的高频微波性能。有望为解决传统的铁基磁性材料不能同时增大磁导率和共振频率的难题提供一个良好的解决方案。在本项目的资助下，目前已经发表SCI论文4篇（还有2篇SCI论文正在评审或撰写中），协助培养了硕士研究生3名。达到了基金申请书预期的目标。