本项目将巨霍尔效应这一纳米体系的新效应应用于器件领域，以纳米铁磁金属颗粒薄膜替代现有霍尔器件的掺杂半导体活性层材料，是一个全新的技术，取得了多项具有原始创新性的技术成果，进一步推进了纳米材料在新材料技术、电子信息技术等领域的应用。相关成果已获国家发明专利授权九项。 纳米铁磁金属颗粒薄膜霍尔器件具有的工作温度宽、温度稳定性能优异、抗核辐射等优点，在微弱磁场探测、航天器的精确定位、导航以及军事装备等方面都具有十分重要的用途，市场前景广阔。

  巨霍尔效应是纳米铁磁金属颗粒薄膜中反常霍尔效应的巨大增强现象,是纳米材料的新效应,本课题利用巨霍尔效应原理,制备出磁场灵敏度高达125AT、具有实用价值的新型的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;并将颗粒薄膜应用于霍尔器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件原型。    本课题的研究,率先将纳米体系的新效应巨霍尔效应原理应用于传感器件领域,制备出具有实用价值的新型纳米材料及微型霍尔器件,具有原始创新性。与传统的半导体霍尔器件相比,基于纳米铁磁金属颗粒薄膜巨霍尔效应的霍尔器件具有体积小、制备工艺简单、高度集成、灵敏度高等优点,因此具有更为重要的应用价值。特别是纳米铁磁金属颗粒薄膜霍尔器件具有的工作温度宽、温度稳定性能优异、抗核辐射等优点,在微弱磁场探测、航天器的精确定位、导航以及军事装备等方面都具有十分重要的用途,市场前景广阔。   本课题利用巨霍尔效应原理,首次制备出磁场灵敏度高达125VAT、具有实用价值的新型的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;并将颗粒薄膜应用于霍尔器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件原型。主要创新点有将稀磁半导体引入纳米铁磁金属颗粒薄膜体系,替代绝缘体母体材料,使体系在厚度较小的情况下,仍能保持高温铁磁性;制备出不同种类的具有高灵敏和实用价值的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;将具有巨霍尔效应的纳米铁磁金属颗粒薄膜应用于传感器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件。    主要创新点有将稀磁半导体引入纳米铁磁金属颗粒薄膜体系,替代绝缘体母体材料,使体系在厚度较小的情况下,仍能保持高温铁磁性;制备出不同种类的具有高灵敏和实用价值的纳米铁磁金属颗粒薄膜磁敏材料;将具有巨霍尔效应的纳米铁磁金属颗粒薄膜应用于传感器件,替代现有的掺杂半导体活性层材料,制备出具有实用意义的新型霍尔器件。相关成果已获国家发明专利授权九项。    本课题的研究,将巨霍尔效应这一纳米体系的新效应应用于器件领域,以纳米铁磁金属颗粒薄膜替代现有霍尔器件的掺杂半导体活性层材料,是一个全新的技术,取得了多项具有原始创新性的技术成果,进一步推进了纳米材料在新材料技术、电子信息技术等领域]应用    应用状况:    与传统的半导体霍尔传感器件相比,基于纳米铁磁金属颗粒薄膜巨霍尔效应的霍尔传感器件具有体积小、制备工艺简单、高度集成、灵敏度高等优点,因此具有更为重要的应用价值。特别是纳米铁磁金属颗粒薄膜霍尔器件具有的工作温度宽、温度稳定性能优异抗核辐射等优点,在微弱磁场探测、航天器的精确定位、导航以及军事装备等方面都具有十分重要的用途，市场前景广阔。

成果介绍铁磁（FM）/非磁（NM）结构的双层膜中发现的自旋泵浦（spin pumping）效应是磁学和自旋电子学中的一个突破性发展，因此吸引了众多的研究兴趣。它和铁磁层自旋极化电流相关，同时又和非磁层的自旋轨道耦合有直接联系。本项目采用具有较高的自旋轨道耦合系数的稀土金属调制非磁层，运用铁磁共振和输运两种方法，并结合结构、磁性和同步辐射分析等手段，研究不同稀土掺杂对铁磁/非磁过渡-稀土合金（Py/NM-RE）复合纳米双层膜的结构和界面的影响，得到自旋泵浦强度、界面混合电导以及非磁层的自旋轨道耦合强度和自旋扩散长度的调控规律。从而探索该复合纳米双层膜中的界面自旋泵浦效应和非磁层自旋轨道耦合对自旋动力阻尼的影响机制。这些研究结果将有利于开发新型复合磁性材料和新型强自旋-轨道耦合的非磁材料，有利于集成多功能自旋器件。

该磁性纳米颗粒主要由四氧化三铁为主体，以具有良好生物相容性的可生物降解聚酯类材料为辅助剂，通过控制聚合物结构，如：侧基官能团的种类和数量，共聚物组成，序列结构及分子量等因素，获得表面带有不同活性官能团，大小及性能可控，稳定性良好的生物磁性纳米颗粒。

BiFeO3薄膜反铁磁序的研究是理解磁电耦合效应和实现电场控制磁性的前提，然而观测反铁磁结构实验手段有限，薄膜中多个铁弹畴的存在进一步使其分析更为困难。因此，BiFeO3薄膜反铁磁结构及其应变调控的物理机制一直还存在争议。 研究发现应变可大幅度调控反铁磁磁矩朝向，且在大的拉应变作用下反铁磁磁矩朝向与铁电极化的垂直关系被打破，结合第一性原理揭示应变对反铁磁序的调控是由Dzyaloshinskii-Moriya（DM）相互作用和单离子各向异性间相互竞争导致；该工作打破了之前一般认为的Bi

颗粒的粒度和粒形分析采用激光粒度分析仪和JEM-1299EXⅡ透射电子显微镜，原始锌粉的中值粒度大约在3~10微米之间，粒形近似为球形。实验结果证明，经过1小时处理后，原始的150克球状锌粉基本上都成了薄片状，颗粒的厚度分布在10～50nm之间，直径方向尺寸度分布在20—100nm之间，这一转变过程的电力消耗只有0.12度。按照150克/小时计算，本技术班纳米锌片可达1公斤以上，每班电力消耗还不到1度。得到的产品形状规则，均匀，无污染，几乎无缺陷。 本项目不但在国内外率先成功地在温室下用振动方法制备出了纳米片状锌粉，而且还适用于其他金属及金属氧化物纳米片的制备。可开发的领域有：纳米片涂层技术，纳米片指纹粉体，纳米片催化技术，高密度、高分辨率、低噪声磁性记录介质等等。

在信息产业飞速发展的今天，为了满足人们对于手机、计算机、便携式数码设备等电子产品进一步轻便、小巧等的使用需求，必须使其核心的电磁元器件向微型化、薄膜化、集成化等方向发展。随着电路中的射频磁器件的体积不断缩小，使用频率不断提高，传统的铁氧体材料由于其饱和磁化强度低，使其在GHz使用频率下无法保持高的磁导率，这就迫切需要开发一种能够应用于GHz频率范围的高频软磁薄膜材料。目前国内外的科研人员采用不同方法研究并制备了多种软磁薄膜材料，如CoPdAlO（Sharp公司）、CoZrTa（Intel公司）、Co

1 成果简介肿瘤磁感应热疗技术是清华大学历时 9 年，自主创新研发出的微创、安全、有效的靶向肿瘤热疗技术。磁感应热疗是将磁性介质植入或导入肿瘤组织，在交变磁场的作用下，肿瘤内温度可迅速升高到处方温度，肿瘤细胞迅速被杀死。肿瘤磁感应热疗具有治疗成本低、适应症广泛、无毒副作用等优点。肿瘤磁感应热疗设计理念新颖，较高温度直接凝固蛋白质，疗效确切，每次治疗仅为 5~20 分钟。 磁颗粒动脉栓塞热疗是应用磁颗粒对由动脉供给的肿瘤进行选择性栓塞，然后根据在交变磁场下， 磁颗粒由于磁滞效应或奈尔松弛现象会产热升温的原理，对肿瘤进行治疗的双重治疗方法。 磁介质的动脉栓塞对介质的最佳尺寸应介于 200 纳米和 3 微米之间。美国 ISP 公司的羰基铁粉已获美国药品管理监督局 FDA 批准作为人体铁元素补给， 被人体吸收率超过80％，远远超出目前使用的化合物铁补给物。本研究室创新性地将羰基铁粉的应用范围从人体补铁拓展至磁感应栓塞热疗，动物实验结果表明该介质安全、升温性能优越，满足磁感应栓塞介质的全部要求。它具有良好的生物相容性以及体内外磁感应升温性能，而且粒径为微米级， 能确保在动脉栓塞过程中， 阻塞肿瘤的毛细血管床，而不会通过毛细血管进入静脉循环。所以它是肿瘤动脉栓塞磁感应热疗的优良介质候选。 项目特色及创新点：首次将羰基铁粉应用于肿瘤磁栓塞热疗。首次系统研究磁性高分子微球的制备过程参数对磁性微球性质的影响，并优化制备参数。相对于纳米磁性颗粒，微米级的磁性颗粒在靶向性和利用率方面更有优势。2 应用说明相对于纳米磁性颗粒，微米级的磁性颗粒在靶向性和利用率方面更有优势，为磁颗粒动脉栓塞热疗提供了一种新的可供选择的靶向介质，具有巨大的临床应用前景。而磁颗粒动脉栓塞热疗，由于其作用稳定、快速、安全，有望成为治疗肿瘤的重要手段，在肿瘤治疗领域中取得突破。羰基铁粉作为肿瘤动脉栓塞磁感应热疗的新型介质，具有符合粒径尺度、安全、高效的特点。这些方面保证了与其他磁感应热疗形式或与其他磁颗粒介质相比动脉栓塞热疗在治疗肿瘤方面的优势。该介质的应用有望在磁感应栓塞热疗中取得突破。3 合作方式融资投入、 市场推广。

金属纳米结构中的自由电子振荡与外部光场发生耦合，形成局域表面等离激元共振，可以将光场压缩到纳米尺度。利用高品质因子光学微腔来调控金属颗粒的电磁场环境。相比于真空环境，光学微腔调制的电磁环境与等离激元共振模式有更强的耦合，增强了等离激元的辐射输出。高效的输出渠道使得能量不再集中于吸收区域，从而减小其热损耗。相比于真空中的金属颗粒，微腔调制的金属颗粒可以将单原子的辐射效率提升40倍，输出功率提升50倍。

纳米粒子由于具有非常小的颗粒尺寸和大的比表面积，通常显示出许多不同于常规块体材料的电、磁、光和化学特性，在现代工业、国防和高技术发展中充当着重要的角色。随着科学技术的迅速发展，对材料性能的要求也越来越高，因此寻找一种可替代液相法的真空气相法来获得表面清洁纳米粒子的制备技术是开发具有优异性能新型纳米结构材料的迫切要求。特别是纳米粒子组装复合薄膜材料由于具有传统复合材料和现代纳米材料两者的优越性，成为一个重要的前沿研究热点，它有望将“传统功能材料”通过“纳米复合化”达到进一步提高和拓展材料性能的目的。