磁性弹簧振动研究

本文研究了＂磁性弹簧＂（两个细长磁铁相向放置）在气垫导轨上的振动情况,对＂磁性弹簧＂的受力情况和振动周期等物理量的研究表明,理论计算的预测结果与实验测量基本一致.本实验的研究对磁体及静磁场间的受力分析计算以及磁性弹簧的应用具有重要意义.     

磁性材料的磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构

首先简要地介绍了磁性材料中磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构以及相互之间的关系. 一方面, 磁畴结构由材料的磁结构、内禀磁性和微结构因素决定; 另一方面, 磁畴结构决定了材料磁化和退磁化过程以及技术磁性. 拓扑学与材料物理、材料性能的联系越来越紧密. 最近的研究兴趣集中在一些拓扑磁性组态, 如涡旋、磁泡、麦纫、斯格米子等. 研究发现这些拓扑磁结构的拓扑性质与磁性能密切相关. 然后从尺寸效应、缺陷、晶界三个方面介绍国际学术界在磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构方面的进展. 最后介绍了在稀土永磁薄膜材料的微观结构、磁畴结构和磁性能关系、交换耦合纳米盘中的拓扑磁结构及其动力学行为方面的工作. 通过对文献的评述, 得到以下结论: 开展各向异性纳米复合稀土永磁材料的研究对更好地利用稀土资源具有重要的意义. 可以有目的地改变材料的微结构, 可控地进行磁性材料的磁畴工程, 最终获得优秀的磁性能. 拓扑学的概念正在应用于越来越多的学科领域, 在越来越多的材料中发现拓扑学的贡献. 研究磁畴结构、拓扑磁性基态或者激发态的形成规律以及动力学行为对理解量子拓扑相变以及其他与拓扑相关的物理效应是十分重要的. 也会帮助理解不同拓扑学态之间相互作用的物理机制及其与磁性能之间的关系, 同时拓展拓扑学在新型磁性材料中的应用.     

金属磁记忆效应的第一性原理计算与实验研究

为研究铁磁材料应力集中区域金属磁记忆信号的产生机理及其变化规律, 采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法, 建立了磁记忆效应的磁力学模型; 计算分析了力与磁记忆自发漏磁信号的定量变化关系. 研究结果表明:力作用导致晶格畸变是磁记忆自发漏磁信号产生的根本原因; 常温下, 磁记忆信号随应力近似线性变化的规律与X70钢管水压爆破实验结果具有很好的一致性. 研究结果有助于金属磁记忆检测机理的研究. 关键词： 金属磁记忆 第一性原理 漏磁信号     

磁制冷工质材料的研究进展

本文简要叙述了磁制冷的基本原理和历史发展,详细地总结了国内外不同温区的磁制冷工质材料的研究成果,并展望了磁制冷工质材料的研究前景。     

磁制冷工质材料的研究进展

本文简要叙述了磁制冷的基本原理和历史发展,详细地总结了国内外不同温区的磁制冷工质材料的研究成果,并展望了磁制冷工质材料的研究前景。     

Characteristics of the magnetic analysis system for a compact MPR-type spectrometer

The magnetic proton recoil(MPR)spectrometer is a novel diagnostic instrument with high perfor-mance for measurements of neutron spectra in inertial confinement fusion(ICF)experiments and high power fusion devices.A compact MPR-type spectrometer dedicated to the research of pulsed deuterium-tritium(DT)neutron spectroscopy of special experimental conditions is currently under design.Analyses of the main parameters and performance of the magnetic analysis system through 3-D particle transport calculations and MonteCarlo simulations and calibration of the system performance as a test using CR-39 solid track detector and α particle from 239pu and 226Ra radioactive sources are presented in this paper.The results indicate that the magnetic analysis system will achieve a detection efficiency level of 10-5-10-4 at an energy resolution of 1.5%-2.1%,and fulfills the design goals of the spectrometer.     

Segregation behavior of magnetic ions in continuous flowing solution under gradient magnetic field

The research of magnetic separation starts from magnetic solid particles to nanoparticles, and in the research progress,particles become smaller gradually with the development of application of magnetic separation technology. Nevertheless,little experimental study of magnetic separation of molecules and ions under continuous flowing conditions has been reported. In this work, we designed a magnetic device and a "layered" flow channel to study the magnetic separation at the ionic level in continuous flowing solution. A segregation model was built to discuss the segregation behavior as well as the factors that may affect the separation. The magnetic force was proved to be the driving force which plays an indispensable role leading to the segregation and separation. The flow velocity has an effect on the segregation behavior of magnetic ions,which determines the separation result. On the other hand, the optimum flow velocity which makes maximum separation is related to the initial concentration of solution.     

Magnetic polaron-related optical properties in Ni(Ⅱ)-doped Cd S nanobelts: Implication for spin nanophotonic devices

Emissions by magnetic polarons and spin-coupled d-d transitions in diluted magnetic semiconductors(DMSs)have become a popular research field due to their unusual optical behaviors.In this work,high-quality NiI₂(Ⅱ)-doped CdS nanobelts are synthesized via chemical vapor deposition(CVD),and then characterized by scanning electron microscopy(SEM),x-ray diffraction,x-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and Raman scattering.At low temperatures,the photoluminescence(PL)spectra of the Ni-doped nanobelts demonstrate three peaks near the band edge:the free exciton(FX)peak,the exciton magnetic polaron(EMP)peak out of ferromagnetically coupled spins coupled with FXs,and a small higher-energy peak from the interaction of antiferromagnetic coupled Ni pairs and FXs,called antiferromagnetic magnetic polarons(AMPs).With a higher Ni doping concentration,in addition to the d-d transitions of single Ni ions at 620 nm and 760 nm,two other PL peaks appear at 530 nm and 685 nm,attributed to another EMP emission and the d-d transitions of the antiferromagnetic coupled Ni²⁺-Ni²⁺pair,respectively.Furthermore,single-mode lasing at the first EMP is excited by a femtosecond laser pulse,proving a coherent bosonic lasing of the EMP condensate out of complicated states.These results show that the coupled spins play an important role in forming magnetic polaron and implementing related optical responses.     

磁热效应材料的研究进展

磁制冷技术的发展取决于具有大磁热效应磁制冷材料的研发进展.经过长期的工作积累,特别是近20年来的努力,许多新型磁制冷材料的探索和研究极大地促进了磁制冷技术的进步.本文介绍了磁热效应的基本原理和磁制冷研究的发展历史,系统综述了低温区和室温区具有大磁热效应的磁制冷材料的研究进展,重点介绍了一些受到较为关注的磁热效应材料的最新研究成果.低温区磁制冷材料主要包括具有低温相变的二元稀土基金属间化合物(RGa,RNi,RZn,RSi,R_3Co以及R_(12)Co_7)、稀土-过渡金属-主族金属三元化合物(RTSi,RTAl,RT_2Si_2,RCo_2B_2,RCo_3B_2)以及四元化合物RT_2B_2C等,其中R代表稀土元素,T代表过渡金属.这些材料一般都具有二级相变,具有良好的热、磁可逆性,也因其合金属性具有良好的导热性.室温区磁制冷材料主要包括Gd-Si-Ge,La-Fe-Si,Mn As基,Mn基Husler合金,Mn基反钙钛矿,Mn-Co-Ge,Fe-Rh以及钙钛矿氧化物等系列.这些材料一般都具有一级相变,多数在室温具有巨大的磁热效应而受到国内外的极大关注.其中,La-Fe-Si系列是国际上普遍认为具有重要应用前景的磁制冷工质之一,也是我国具有自主知识产权的材料.本文还对磁制冷材料的发展方向进行了展望.     

NMR in pulsed magnetic field

Nuclear magnetic resonance (NMR) experiments in pulsed magnetic fields up to 30.4 T focused on ¹H and ⁹³Nb nuclei are reported. Here we discuss the advantage and limitation of pulsed field NMR and why this technique is able to become a promising research tool.     

Nd-Ce-Fe-B纳米复合薄膜的磁性及交换耦合作用

采用磁控溅射技术制备了具有永磁特征的Nd-Ce-Fe-B多层纳米复合薄膜,并对其进行了退火处理.通过改变退火温度,研究其对薄膜磁性能和晶体结构的影响.结果表明,随着退火温度的提高薄膜磁性能逐渐增大,但当温度达到695℃以上时,薄膜的磁性能急剧下降.当退火温度为675℃时,薄膜的矫顽力Hci=10.1 kOe(1Oe=79.5775 A/m),垂直于薄膜表面方向的剩余磁化强度4πM_(r⊥)=5.91 kG(1 G=10~3/(4π)A/m).薄膜的X射线衍射结果表明,磁性薄膜具有较好的c轴取向.通过对薄膜磁化反转过程的研究,发现随着外加磁场的增大,M_(rev)的极小值向M_(irr)减小的方向移动,这与畴壁弯曲模型类似,表明在薄膜中存在较强烈的局部钉扎作用,而剩余磁化强度曲线表明这种钉扎作用在薄膜矫顽力机制中并不占支配作用.此外,薄膜的Henkel曲线结果表明在薄膜中存在较强的交换耦合作用,在经过685℃退火的薄膜中磁相互作用更加显著.     

Advances in high-resolution nuclear magnetic resonance methods in inhomogeneous magnetic fields using intermolecular multiple quantum coherences

Strong and extremely homogeneous static magnetic field is usually required for high-resolution nu-clear magnetic resonance (NMR). However, in the cases of in vivo and so on, the magnetic field inho-mogeneity owing to magnetic susceptibility variation in samples is unavoidable and hard to eliminate by conventional methods such as shimming. Recently, intermolecular multiple quantum coherences (iMQCs) have been employed to eliminate inhomogeneous broadening and obtain high-resolution NMR spectra, especially for in vivo samples. Compared to other high-resolution NMR methods, iMQC method exhibits its unique feature and advantage. It simultaneously holds information of chemical shifts, multiplet structures, coupling constants, and relative peak areas. All the information is often used to analyze and characterize molecular structures in conventional one-dimensional NMR spec-troscopy. In this work, recent technical developments including our results in this field are summarized; the high-resolution mechanism is analyzed and comparison with other methods based on interactions between spins is made; comments on the current situation and outlook on the research directions are also made.     

磁共振分子影像技术

磁共振分子影像技术是磁共振成像研究领域中最新的发展方向，它是利用磁共振成像为手段来无创伤地研究活体条件下生物细胞内的正常或病理状态下的分子过程的技术. 目前磁共振分子影像技术还处于其发展的初级阶段，但它在临床医学和基础研究中都具有非常广阔的应用前景，因而发展迅速. 文章综述了近几年来国际上磁共振分子影像技术的发展概况，并简要介绍了几类磁共振分子影像常用技术和其中所用到的分子探针.     

生物体中的生物磁性纳米粒子及基因调控机制

生物磁性纳米粒子在所有三个生命领域的有机体中存在着,包括在原核生物、古细菌和真核生物中.这些生物体中的生物磁性纳米粒子具有相似的物理化学特性,也随着物种的不同存在着差别.在人体中的正常组织和病变组织中同样存在着生物磁性纳米粒子,这些粒子与其它物种中的生物磁性纳米粒子具有相似性和区别,人体病变组织中生物磁性纳米粒子数量的增多与人类神经退行性病变、癌症和动脉粥样硬化病等疾病有着密切的关系.基于比较基因组学研究方法,科学家认为生物体中生物磁性纳米粒子生物矿化过程有相似的基因调控机制,并给出了预测的基因调控机制模型.本文对以上内容做了简要描述,希望对有关研究提供借鉴.     

脉冲磁场对水热法制备Mn掺杂ZnO稀磁半导体的影响

本文以Zn(CH₃COO)₂·2H₂O, Mn(CH₃COO)₂·4H₂O和氨水缓冲溶液为原料, 在4 T脉冲磁场下利用水热法制备了Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体, 通过X射线衍射、 扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱、荧光分光光度计及振动样品磁强计等对样品的微观结构及磁性能等进行了表征, 结果表明: Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体仍保持ZnO六方纤锌矿结构, 4 T脉冲磁场下合成的Mn掺杂ZnO稀磁半导体晶体具有明显的室温铁磁性, 其饱和磁化强度(M_s)为0.028 emu/g, 比无脉冲磁场下制备的样品提高一倍以上, 且4 T 脉冲磁场将样品的居里温度提高了15 K.     

核壳结构磁性复合纳米材料的可控合成与性能

具有核/壳结构的磁性复合纳米材料是十分重要的功能材料,其综合物性受材料微结构的影响,而这很大程度上又取决于复合体系的可控合成.本文综述了近二十年来有关核/壳磁性复合纳米材料的制备、表征及性能研究方面的进展,讨论的体系主要有：铁氧体基永磁/软磁（反铁磁）复合纳米材料、非磁性体包覆磁性核而成的复合纳米材料、用磁性颗粒催化合成的碳基复合纳米材料、基于交换偏置效应而设计的复合纳米材料、核-壳同轴结构的一维复合纳米材料和核/壳/壳三元结构的磁性复合纳米材料等.构建复合体系的组分包括M型永磁铁氧体、3d过渡金属（及其合金、氧化物、碳化物）、多铁化合物、非磁性体（比如绝缘体、半导体、有机分子）和碳材料等,着重分析了复合纳米材料的热稳定性、光致发光性能、光电催化能力、电化学特性、微波吸收性能、磁电阻效应、永磁体性能、高频软磁特性、交换偏置效应及其相关现象.最后,对核/壳结构磁性复合纳米材料的未来发展趋势进行了展望,并在基础研究和改性应用方面提出了一些建议.     

磁开关作为脉冲驱动源主开关的实验研究

使用矩形截面磁芯研制了一台磁开关作为脉冲驱动源的主开关,并利用电容器放电法对磁芯不同位置处的磁滞回线进行了测量。结果表明,短边和长边测量得到的磁滞回线均能够适应磁开关需求,不同的励磁位置对磁滞回线形状的影响有限。设计了基于该磁芯的磁开关,使用PSpice软件进行了数值模拟,结果与理论分析相一致。结合卷绕型带状脉冲形成线,对磁开关作为脉冲驱动源主开关进行了实验研究。结果表明研制的磁开关实现了主开关功能,在1.1 的低阻抗负载上获得了峰值电压9 V、上升沿80 ns、脉冲半高宽230 ns的准方波脉冲输出。     

不均匀场下空间编码超快速高分辨NMR研究进展

二维核磁共振(2D NMR)的提出和发展,为NMR技术的研究和应用提供了广阔的空间. 然而当样品或磁场本身不均匀时,高分辨的2D NMR谱难以获得. 此外,常规2D NMR实验通常需要长的采样时间. 空间编码超快速采样方法利用空间编码技术,只需单次扫描即可获得2D甚至多维NMR谱,极大地缩短了采样时间. 目前相位补偿、相干转移和分子间多量子相干等技术与空间编码技术相结合,已成功实现不均匀场下超快速获得高分辨NMR谱. 该文对不均匀场下空间编码超快速NMR方法进行了介绍,对其未来发展进行了展望.     

磁偶极和电四极在磁各向异性介质中的辐射功率

在经典电动力学的框架下,研究了磁各向异性介质中的电磁辐射问题,得到了磁偶极和电四极在磁各向异性介质中的辐射功率表达式.进一步地,通过把各向同性介质中的μrii代入所得辐射功率表达式,得到了与文献相符合的结果,验证了所得结果的正确性.研究结果表明磁偶极和电四极在磁各向异性介质中的辐射功率大小与磁各向异性介质的μrii大小有关,对判断磁偶极和电四极在磁各向异性介质中的辐射效果有较大的帮助.     

脉冲压缩电路磁开关动态特性

提出在典型一阶磁脉冲压缩电路的基础上,测取磁芯在实际工作条件下的动态磁滞回线和饱和磁导率等磁参数,再根据所获得的动态参数指导磁开关设计,进行一阶磁压缩实验。实验选取国内外被广泛应用的非晶磁芯和纳米晶磁芯进行测试,根据实测动态磁参数设计磁开关。实测结果表明:用国产非晶磁芯做磁开关可得到上升沿73 ns、电压幅值28.3 kV、半高宽为503 ns的脉冲,用日本产的纳米晶磁芯做磁开关可得到上升沿30 ns、电压幅值28.4 kV、半高宽为193 ns的脉冲。