世界上最小的納米級硬磁鐵氧體磁體可提升存儲密度

科技 04-08

東京大學的一個研究小組已經成功研製出世界上最小的納米磁體，這是一種由氧化鐵製成的個位數納米硬磁鐵氧體(納米尺寸的硬磁鐵氧體具有高光學透明度和非線性光磁電效應)。由於是氧化鐵製成的，因此磁體環保、成本低，並適合大批量生產。磁體適用於新一代存儲介質的高密度磁記錄中。

氧化鐵製成的鐵氧體磁體廣泛應用於永磁體、磁性記錄介質、電磁波吸收材料以磁性流體中。鐵氧體磁體不僅適用於磁記錄介質中，而且在增加這種材料的存儲密度方面有越來越大的需求。

提高存儲密度的一個重要挑戰是納米尺寸的磁性粒子具有大的矯頑力改變(即耐磁狀態的改變)。眾所周知，雖然納米尺寸的鐵氧體磁體具有化學穩定性，但尺寸的減少會導致磁體難以保持磁性，這就是在以往的研究中硬磁鐵氧體尺寸沒有小於10納米的原因。

東京大學科學研究院的研究小組成員Shin-ichi Ohkoshi 教授開發出一種新方法，在5至40納米的範圍內將不同尺寸的epsilon型氧化鐵( ε-Fe2O3) 系統合成，然後發現ε- Fe2O3在大於7.5 nm的環境下具有磁性(鐵磁相變)。

在磁帶和硬碟等磁記錄介質的使用中，材料應具有的矯頑電場應超過3kOe(千奧斯特)。本材料在8納米的尺寸下具有5千奧斯特的矯頑電場，從而展示了其作為超高密度磁記錄材料的潛力。此外，epsilon型氧化鐵已經被理論和實驗證明，其不僅具有鐵磁性能，而且還自發電極化，使得它成為最小的多鐵氧體粒子。

氧化鐵，由鐵和氧組成，這種材料環保、成本低，因此適合大規模生產。這種單納米鐵氧體磁體將被應用在下一代高密度磁記錄介質中。

「我們已經開發的鐵氧體磁體，可以作為未來磁帶存儲(一種穀歌和其他公司為大數據歸檔、用戶強烈興趣匯合的海量存儲介質)的材料」，Ohkoshi教授說。他繼續補充：「Epsilon型氧化鐵是所有鐵氧體磁體中顏色最淺的，使得其適用於如透明的磁性塗料和印刷用磁性彩色碳粉的應用中。」

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