国家自然科学基金申请书第5页版本1.005.344报告正文(一)立项依据与研究内容(4000-8000字):1、项目的立项依据近年来磁性纳米线引起了人们的注意。纳米线直径一般为10~300纳米,处于磁性材料的单畴尺寸范围内,因此具有单畴颗粒才具有的一些特性,例如高矫顽力等。由于纳米线具有天然的形状各向异性,在纳米线有序阵列中,其易磁化方向一般沿着纳米线垂直于膜面,具有良好的矩形比。在我们制备的纳米线阵列中典型的纳米线间距为60纳米,如果每一个纳米线可以存储一个比特的信息,它的理想存储密度可以达到200Gbit/in2,是目前所用软盘的20万倍。因此,磁性纳米线阵列在超高密度垂直磁记录和传感器中将具有重要的应用价值。另一方面,磁性纳米线的研究具有重要的科学意义,例如它能够被考虑为研究低维磁结构的相互作用,磁化和反磁化机制,以及单畴颗粒系统磁性的模型系统。氧化物磁性材料由于具有优良的磁性,电性和化学稳定性而得到广泛的应用。例如,CoFe2O4和BaFe12O19是很好的磁存储介质。最近发现的氧化物特大磁电阻效应和氧化物稀磁半导体的磁电效应,有望在磁电子和光电子装置中得到重要应用。人们对过渡金属及其合金纳米线已经进行了大量的研究,但是对磁性氧化物纳米线的研究很少,目前国际上对氧化物纳米线磁性的研究处于起步阶段,有很多问题还没有解决或有待深入研究。为此我们提出对氧化物纳米线的制备和磁性的研究。我们已经成功制备了ZnO,CoFe2O4和CoO/Co纳米线阵列,并对其结构和磁性进行了初步的测量,观察到一些新的现象。国家自然科学基金申请书第6页版本1.005.344参考文献1.D.J.Sellmyer,etal.,J.Phys-CondensMatter13(2001)R4332.C.A.Huber,etal.,Science263(1994)8003.G.J.Strijkers,etal.,J.Appl.Phys.86(1999)51414.H.R.Khan,etal.,J.Magn.Magn.Mater.215(2000)5265.S.Day,etal.,J.Appl.Phys.90(2001)41386.S.Pigard,etal.,J.Appl.Phys.87(2000)8247.S.A.Wolf,etal.,Science294(2001)14888.PavleV.Radovanovicetal.,Phys.Rev.Lett.91(2003)157202-19.S.G.Yang,etal.,JMagn.Magn.Mater.222(2000)9710.H.Zhu,S.G.Yang,etal.,JPhys-CondensMatter13(2001)17272、项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题。研究内容(1)高质量氧化物纳米线样品的制备及纳米线的参数(直径,间距及长度)对磁性的影响。(2)磁存储介质CoFe2O4和BaFe12O19纳米线的磁性及其机制。(3)铁磁元素掺杂的氧化物半导体ZnO纳米线的磁性及其机制(4...