2003年11月26日于北京召開的中國科學院沈陽材料科學國家（聯合）實驗室理事會會議上，沈陽材料科學國家（聯合）實驗室、中國科學院金屬研究所張志東研究員介紹，研究小組制備的納米復合稀土永磁塊體和薄膜材料，項目指標達到目前報道的最高值。這一成果顯示，由分布很好的非常細晶粒的硬磁相和軟磁相組成的多層薄膜，可望成為新一代的稀土永磁材料，在信息、微型機械、微型電機等領域將有廣闊的應用前景。
稀土永磁材料發展到第三代后，人們仍在不懈地探索具有更優異內稟磁性的新型永磁化合物。鐵基稀土氮化物一度成為人們研究的熱點之一。張志東研究員領導的研究小組在稀土過渡金屬化合物的磁性相變、稀土亞穩相向穩態相轉變的機理、納米復合磁性材料的磁性耦合機制、量子阱效應和磁性交互作用之間的關聯等方面取得系統深入的研究成果。有關成果加深了人們對磁性材料中的結構相變、磁性相變、磁性耦合及納米復合等現象的理解。
課題組通過尋找稀土亞穩相形成的共同規律，分析稀土亞穩相之間和向穩定化合物的轉變過程，發現結構對稱性是其中的關鍵因素之一；對納米復合稀土永磁材料的磁性耦合機理開展了實驗和理論的研究工作；結合硬磁相和軟磁相兩者在納米尺度的對內稟磁性的貢獻，提出了有效交換耦合常數的概念；等等。課題組成員近年來在國際刊物發表相關論文百余篇，應邀為國際刊物和手冊撰寫有關稀土過渡金屬化合物、稀土亞穩相、薄膜和超晶格中自旋波、雙量子阱中的量子干涉效應、納米復合磁性材料等專題綜述報告６篇。
最近，在前期系統研究工作的基礎上，張志東研究小組與美國內布拉斯加大學林肯分校合作，又在制備高性能的納米復合稀土永磁多層薄膜磁體方面取得進展。自從實驗上發現晶間磁性交換耦合后，理論預言納米復合永磁材料可以獲得高的剩磁和高的最大磁能積。但是，至今為止納米復合塊體永磁材料的最大磁能積的實驗值遠低于理論預期值。針對這個問題，他們發展了在納米尺度設計稀土永磁材料的技術，采用磁控濺射方法制備納米復合稀土永磁多層薄膜磁體，通過控制多層薄膜的厚度來控制退火過程中硬磁相和軟磁相的晶粒生長和分布。利用高分辨透射電子顯微鏡對樣品進行平面和橫截面表征，表明硬磁相和軟磁相的分布均勻。精心設計的多層膜由晶粒尺寸為４０納米的硬磁相和連續分布的軟磁相組成。從而在多層薄膜中實現了磁性交換耦合和剩磁增強效應，有效地結合了硬磁相和軟磁相的優良磁性，實現了剩磁增強效應，在薄膜磁體中獲得了最大磁能積２０３ ｋＪ／ｍ３。
與會專家高度評價了這一成果，認為“在國際同研究領域中處于領先水平，為探索新型永磁材料提供了新思路，對永磁材料的發展及應用具有重要的指導意義”。
稀土永磁材料發展到第三代后，人們仍在不懈地探索具有更優異內稟磁性的新型永磁化合物。鐵基稀土氮化物一度成為人們研究的熱點之一。張志東研究員領導的研究小組在稀土過渡金屬化合物的磁性相變、稀土亞穩相向穩態相轉變的機理、納米復合磁性材料的磁性耦合機制、量子阱效應和磁性交互作用之間的關聯等方面取得系統深入的研究成果。有關成果加深了人們對磁性材料中的結構相變、磁性相變、磁性耦合及納米復合等現象的理解。
課題組通過尋找稀土亞穩相形成的共同規律，分析稀土亞穩相之間和向穩定化合物的轉變過程，發現結構對稱性是其中的關鍵因素之一；對納米復合稀土永磁材料的磁性耦合機理開展了實驗和理論的研究工作；結合硬磁相和軟磁相兩者在納米尺度的對內稟磁性的貢獻，提出了有效交換耦合常數的概念；等等。課題組成員近年來在國際刊物發表相關論文百余篇，應邀為國際刊物和手冊撰寫有關稀土過渡金屬化合物、稀土亞穩相、薄膜和超晶格中自旋波、雙量子阱中的量子干涉效應、納米復合磁性材料等專題綜述報告６篇。
最近，在前期系統研究工作的基礎上，張志東研究小組與美國內布拉斯加大學林肯分校合作，又在制備高性能的納米復合稀土永磁多層薄膜磁體方面取得進展。自從實驗上發現晶間磁性交換耦合后，理論預言納米復合永磁材料可以獲得高的剩磁和高的最大磁能積。但是，至今為止納米復合塊體永磁材料的最大磁能積的實驗值遠低于理論預期值。針對這個問題，他們發展了在納米尺度設計稀土永磁材料的技術，采用磁控濺射方法制備納米復合稀土永磁多層薄膜磁體，通過控制多層薄膜的厚度來控制退火過程中硬磁相和軟磁相的晶粒生長和分布。利用高分辨透射電子顯微鏡對樣品進行平面和橫截面表征，表明硬磁相和軟磁相的分布均勻。精心設計的多層膜由晶粒尺寸為４０納米的硬磁相和連續分布的軟磁相組成。從而在多層薄膜中實現了磁性交換耦合和剩磁增強效應，有效地結合了硬磁相和軟磁相的優良磁性，實現了剩磁增強效應，在薄膜磁體中獲得了最大磁能積２０３ ｋＪ／ｍ３。
與會專家高度評價了這一成果，認為“在國際同研究領域中處于領先水平，為探索新型永磁材料提供了新思路，對永磁材料的發展及應用具有重要的指導意義”。
