近日，美国化学学会期刊ACS Nano（2016-2017年影响因子13.942）刊登了兰州大学物理科学与技术学院彭勇教授课题组在直接表征单轴磁性纳米材料中磁晶各向异性调控的磁化分布方面的研究成果：Direct Observation of Magnetocrystalline Anisotropy Tuning Magnetization Configurations in Uniaxial Magnetic Nanomaterials，文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.8b00058。博士研究生朱士猛为第一作者，彭勇教授和张俊丽讲师为该文共同通讯作者，宁波材料研究所夏卫星研究员和沙特阿卜杜拉国王科技大学张西祥教授为该文共同合作者。
磁各向异性决定了磁性材料的磁化分布和磁性能并在永磁材料、通讯设备、自旋电子器件等应用领域起着关键作用。相比与块体材料，低维磁性纳米结构可以提供额外的自由度，通过改变尺寸、形貌来调控磁各向异性并具有优异的磁特性，使其在传感器、生物医药、高密度磁存储等方面表现出巨大的应用潜力。众所周知，磁性材料的微观磁结构及其动态磁化行为与其微观结构、磁各向异性、磁性能之间都有着非常直接的联系。因此研究低维磁性纳米材料的磁结构和磁化行为及其与额外自由度、磁各向异性、微观结构之间的关系不仅可以帮助人们深入理解低维磁性纳材料的磁行为，同时也可以为低维磁性纳米材料的性能调控、改进，新型磁性纳米器件的设计与制造提供理论指导和思路。
近年来，彭勇教授课题组一直致力于低维磁性纳米材料的结构设计、微观磁结构和磁化动力学方面的研究。该工作依托兰州大学电镜中心首台球差矫正透射电镜(FEI，Titan Cubed Themis G2300)及其电子全息和洛伦兹模式特殊附件，开展了单轴六角结构钡铁氧体纳米材料中磁晶各向异性调控磁化分布的电子全息研究。结果表明纳米材料中形成的多晶和非晶结构可以破坏其磁晶各向异性的影响，单晶纳米片以及单晶颗粒组成的纳米线的磁化分布为单畴结构，且磁晶各向异性能主导着其磁化分布。这一工作提供了单轴磁性纳米材料中磁晶各向异性起主导作用的直接可视化证据，同时研究也表明可以通过改变晶体结构、晶粒取向调控低维磁性纳米材料的磁化分布、磁性能的方式，来设计制备不同磁特性的纳米材料，以满足在磁存储、纳米药物等不同领域中的应用。
该研究成果受到国家自然科学基金（51571104, 11604130），中央高校基本科研业务研究基金（lzujbky-2017-176和lzujbky-2017-177）和磁学和磁性材料教育部重点实验室开放课题（LZUMMM2017003）的资助。
