纳米科学：磁铁，一路下来！事实证明，金属纳米粒子的组件，可以仔细排列在多个长度尺度，表现得像块状磁铁，并显示有趣的，形状依赖的行为。本周在AIP出版社的应用物理杂志上发表的这些影响可能有助于改善高密度信息存储和自旋电子技术。“这项工作的灵感来自于纳米粒子之间的磁相互作用如何影响整个系统的磁性行为的问题，因为这种阵列结构被用于例如高密度存储介质，”AlexanderFabian先生说道。德国Justus-Liebig大学吉森研究的作者。“为了研究纳米粒子组件的形状以及它们之间的距离的影响，我们提出了样本的分层设计的想法，其中相应的参数可以系统地变化。”在他们的研究中使用的圆形金属Fe纳米组件Fabian和他的同事被安排在三种不同长度的尺度上形成不同的形状。使用电子束光刻，一种使用电子写入所需结构的现代化光刻方法，他们将纳米粒子配置成紧密堆积的形状，例如三角形，其中一侧长度约为10个粒子。小尺寸配置的成形网格间隔大约一微米，包括长度尺度的第三层。“为了制备样品，我们使用了平板印刷方法，可以精确控制纳米粒子组件的距离和形状，”Fabian说。“对于三个层次级别中的每一个，有两个贡献，即格子状部分和形状部分。样本设计中的大量可能性使得找到具有最有希望的物理特性的系统成为一个具有挑战性的方面。“在每个（子）尺度上配置的形状基于它们的相对对称性来选择，以便将测量的效果与它们的因果尺度标度隔离。“格子和形状的对称性在这里选择不相互干扰。例如，圆形组件与不同类型的格子相结合，”Fabian说。“不同形状的组件，例如三角形，正方形或圆形，表现出与组件形状相对应的磁各向异性（方向依赖性）的角度依赖性。”通过这些巧妙的设计，该小组能够展示出由纳米粒子构建的大型磁铁。尽管它们的结构像大块铁磁体一样，但精确的测量结果令他们感到惊讶。“我们的研究结果显示，在选定的长度范围内，只有组件的形状会影响磁性行为，这表明纳米粒子的组件表现得像单个大块铁磁体。”法比安说。“最令人惊讶的是，这些颗粒似乎表现得像一个大块的铁磁体，但其磁化强度值与散装材料的磁化强度不同，这是未来研究的一个有趣点。”像这样的实验可以为最新的磁性相关技术提供有价值的基础知识，这些技术构成了电子市场的大部分。但更重要的是，这些纳米级自下而上的方法正在展示探测包含体积和集体电磁特性的基本纤维的可控手段。“从基本的角度来看，研究像纳米粒子这样的纳米系统是非常有趣的。因为它们可以以非常受控的方式制造，所以它们也可以用系统的方法进行研究。纳米粒子的性质不同于体积，或者甚至像超顺磁性这样的新属性，纳米粒子也使它们对基础研究也很有趣。“