納米磁性材料的基本特征(已修改)
2025-05-13 00:13 本頁面
【正文】 二 納米磁性材料的基本特征 納米材料是指三維空間中至少有一維的尺度在 1100納米范圍的材料，他們應(yīng)表現(xiàn)出以下共同的基本特征之一： 1 量子尺寸效應(yīng) 2 小尺寸效應(yīng) 3 表面效應(yīng) 4 宏觀量子隧道效應(yīng) Nanosize: 1100nm 3D 1D 2D 0D Nano Material 材料的能級間距是和原子數(shù) N成反比的，因此，當(dāng)顆粒尺度小一定的程度，顆粒內(nèi)含有的原子數(shù) N有限，納米金屬費米能級附近的電子能級由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散，納米半導(dǎo)體微粒則存在不連續(xù)的最高被占據(jù)分子軌道和最低未被占據(jù)的分子軌道，能隙變寬。當(dāng)這能隙間距大于材料物性的熱能，磁能，靜電能，光子能等等時，就導(dǎo)致納米粒子特性與宏觀材料物性有顯著不同。 1 量子尺寸效應(yīng) 產(chǎn)生量子效應(yīng)的器件尺度在 120納米范圍 當(dāng)粒子尺度小到可以與光波波長，磁交換長度，磁疇壁寬度，傳導(dǎo)電子德布羅意波長，超導(dǎo)態(tài)相干長度等物理特征長度相當(dāng)或更小時，原有晶體周期性邊界條件被破壞，物性也就表現(xiàn)出新的效應(yīng)，如從磁有序變?yōu)榇艧o序，磁矯頑力變化，金屬熔點下降等。 三個納米的鈷粒子，不是通常的六角密堆結(jié)構(gòu)，而是立方結(jié)構(gòu) 2 小尺寸效應(yīng) 當(dāng)粒子尺寸變小時，位于表面的原子數(shù)相對于內(nèi)部的原子數(shù)所占比例變大，例如對銅而言， 100納米的粒子，比表面積為 , 而 10納米粒子的比表面積就為 66m2/g, 當(dāng)粒子小到 1 納米時，比表面積就高達 660m2/g。表面能很大，極大提高了粒子的活性，造成表面原子輸運和構(gòu)型的變化，也引起原子自旋構(gòu)象的變化。 極端情況是碳納米管，只有表面原子，沒有內(nèi)部原子。 3 表面效應(yīng) 微觀粒子具有穿越勢壘的能力，稱為量子隧道效應(yīng)。而在馬的脾臟鐵蛋白納米顆粒研究中，發(fā)現(xiàn)宏觀磁學(xué)量如磁化強度，磁通
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