基于高品质纳米材料的合成来探索非磁性物质的铁磁转变

铁磁性物质在粒度减小到纳米尺度时会出现磁性能减弱或消失现象,那么非磁性物质在粒度减小到纳米尺度时是否会转变成铁磁性物质？本项目将通过高品质CeO2等半导体材料合成，探索纳米尺度下非磁性物质在室温转变成铁磁性物质的问题。首先我们将通过籽晶辅助的合成技术，并结合传统水热晶化技术，获得高纯度，高结晶度和尺寸可控的纳米材料，抑制第二相生成所造成的磁性影响；其次通过比较分析尺寸效应作用下的价态/缺陷特征，异价离子替代和结构修饰导致的氧缺位变化，确定半导体材料室温铁磁性的关键因素；最后在纳米磁畴结构转变的理论指导下，利用电子杂化交换相互作用与尺寸效应的耦合，揭示纳米尺度下非磁性物质出现铁磁性的过程和机制。本项目将有助于设计和合成新磁性化合物，有助于解决自旋电子学核心半导体材料的瓶颈问题，即由于受传统物理合成方法和材料品质的严重制约，宽带半导体材料常出现的室温铁磁现象重复性差和来源不明等问题。