一种纳米复合材料及其制备方法、使用方法和器件技术

本申请实施例公开了一种纳米复合材料及其制备方法、使用方法和器件，纳米复合材料，其特征在于，包括相结合的第一纳米颗粒和第二纳米颗粒；所述第一纳米颗粒为过渡族金属纳米颗粒，所述第二纳米颗粒为以下材料中的一种或其组合：氮化锂纳米颗粒、氧化锂纳米颗粒、磷化锂纳米颗粒、硒化锂纳米颗粒和硫化锂纳米颗粒。所述纳米复合材料可以在低电压下进行磁性调控，实现高速、高密度的电子自旋信息存储。高密度的电子自旋信息存储。高密度的电子自旋信息存储。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米复合材料及其制备方法、使用方法和器件
[0001]本申请要求于2020年7月9日提交中国专利局、申请号202010656576.9、专利技术名称为“一种纳米复合材料及其制备方法、使用方法和器件”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请涉及材料
，特别是涉及一种纳米复合材料及其制备方法、使用方法和器件。

技术介绍

[0003]电场调控磁性是指利用电场控制材料的磁学性质，用电场替代磁场或者电流控制磁性来实现信息存储的读写，可有效满足新型信息存储器件在高密度、高速度、低功耗、非挥发等方面越来越高的要求。现有技术中，运用电场调控磁性主要有以下几种方法：在类似场效应管的铁磁薄膜/绝缘层结构中，利用强电场控制磁性薄膜中磁性相关载流子的富集或耗散，实现电场对磁性的调控；在由压电效应材料和磁致伸缩效应材料组成的复合结构中，通过两者界面处的应力相互作用，实现电场对磁性的调控；在单相多铁性材料/铁磁薄膜结构中，利用多铁性材料中铁电性和反铁磁性的磁电耦合及界面处多铁性材料中反铁磁性与铁磁薄膜的交换偏置作用，达到电场调控磁性的目的。
[0004]然而，以上电场调控磁性通常需要在较低温度或较高电压下进行，其所对应的器件制备成本较高，严重限制了电场调控磁性在实际生产生活中的应用。

技术实现思路

[0005]本申请实施例中提供了一种纳米复合材料及其制备方法、使用方法和器件，以利于解决现有技术中电场调控磁性通常需要在较低温度或较高电压下进行，其所对应的器件制备成本较高。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种纳米复合材料，包括相结合的第一纳米颗粒和第二纳米颗粒；
[0007]所述第一纳米颗粒为过渡族金属纳米颗粒，所述第二纳米颗粒为以下材料中的一种或其组合：
[0008]氮化锂纳米颗粒、氧化锂纳米颗粒、磷化锂纳米颗粒、硒化锂纳米颗粒和硫化锂纳米颗粒。
[0009]优选地，所述过渡族金属纳米颗粒中的过渡族金属为以下元素中的一种或其组合：
[0010]铁、钴、镍和钆。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种纳米复合材料的制备方法，所述方法包括：
[0012]制备过渡族金属化合物，所述过渡族金属化合物为以下材料中的一种或其组合：过渡族金属氧化物、过渡族金属氮化物、过渡族金属磷化物、过渡族金属硒化物和过渡族金
属硫化物；
[0013]通过锂离子放电还原所述过渡族金属化合物，得到第一方面任一项所述的纳米复合材料。
[0014]优选地，所述通过锂离子放电还原所述过渡族金属化合物，第一方面任一项所述的纳米复合材料，具体为：
[0015]将所述过渡族金属化合物作为锂离子电池的第一电极，将金属锂或锂源化合物作为锂离子电池的第二个电极；
[0016]将所述锂离子电池放电，所述过渡族金属化合物被锂离子放电还原为上述第一方面所述的纳米复合材料。
[0017]第三方面，本申请提供了一种纳米复合材料的制备方法，所述方法包括：
[0018]采用磁控溅射法交替生长第一薄膜材料和第二薄膜材料，获得第一方面任一项所述的纳米复合材料；其中，所述第一薄膜材料包括第一方面任一项所述的第一纳米颗粒，所述第二薄膜材料包括第一方面任一项所述的第二纳米颗粒；
[0019]和/或，
[0020]采用球磨机对第一物料和第二物料进行球磨，获得第一方面任一项所述的纳米复合材料；其中，所述第一物料为第一方面任一项所述的第一纳米颗粒对应的物料，所述第二物料为第一方面任一项所述的第二纳米颗粒对应的物料。
[0021]第四方面，本申请提供了一种第一方面任一项所述的纳米复合材料的使用方法，所述方法包括：
[0022]所述纳米复合材料用于磁性调控。
[0023]第五方面，本申请实施例提供了一种自旋电容，所述自旋电容包括第一电极和第二电极，所述第一电极为第一方面任一项所述的纳米复合材料，所述第二电极为金属锂或锂源化合物。
[0024]第六方面，本申请实施例提供了一种第五方面所述自旋电容的使用方法，所述方法包括：
[0025]采用所述自旋电容进行自旋信息调整和/或存储。
[0026]优选地，所述采用所述自旋电容进行自旋信息存储，具体为：
[0027]在小于过渡族金属氧化电压范围内，通过控制所述自旋电容的施加电压，实现自旋信息存储。
[0028]第七方面，本申请实施例提供了一种存储器，包括第一方面任一项所述的纳米复合材料，所述纳米复合材料用于通过磁性调控，实现信息调整和/或存储。
[0029]第八方面，本申请实施例提供了一种传感器，采用第一方面任一项所述的纳米复合材料，所述纳米复合材料用于通过磁性调控，实现感应。
[0030]采用本申请实施例提供的方案进行磁性调控至少具备以下优点：
[0031]1、可以在低电压下进行磁性调控，实现高速、高密度的电子自旋信息存储；
[0032]2、采用化学方法制备纳米复合材料，比表面积较大；
[0033]3、制备方法步骤简单，成本低，耗能小，效率高，易于实施。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请实施例提供的Fe/Li2O纳米复合材料的高分辨透射显微镜图像；
[0036]图2为本申请实施例提供的一种纳米复合材料的制备方法流程示意图；
[0037]图3为本申请实施例提供的一种锂离子电池示意图；
[0038]图4为本申请实施例提供的一种自旋电容在不同电压下的磁化曲线示意图；
[0039]图5为本申请实施例提供的一种饱和磁化强度随着电压的可逆循环变化示意图。
具体实施方式
[0040]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0041]针对现有技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种可以在较温和环境下进行磁性调控的纳米复合材料，所述纳米复合材料包括相结合的第一纳米颗粒和第二纳米颗粒；
[0042]所述第一纳米颗粒为过渡族金属纳米颗粒，所述第二纳米颗粒为以下材料中的一种或其组合：氮化锂纳米颗粒、氧化锂纳米颗粒、磷化锂纳米颗粒、硒化锂纳米颗粒和硫化锂纳米颗粒。例如，所述第二纳米颗粒为氧化锂纳米颗粒，或者为氮化锂纳米颗粒和氧化锂纳米颗粒的组合，为了节约篇幅，在此不进行穷举说明。
[0043]在一种可选实施例中，所述过渡族金属纳米颗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米复合材料，其特征在于，包括相结合的第一纳米颗粒和第二纳米颗粒；所述第一纳米颗粒为过渡族金属纳米颗粒，所述第二纳米颗粒为以下材料中的一种或其组合：氮化锂纳米颗粒、氧化锂纳米颗粒、磷化锂纳米颗粒、硒化锂纳米颗粒和硫化锂纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述过渡族金属纳米颗粒中的过渡族金属为以下元素中的一种或其组合：铁、钴、镍和钆。3.一种纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：制备过渡族金属化合物，所述过渡族金属化合物为以下材料中的一种或其组合：过渡族金属氧化物、过渡族金属氮化物、过渡族金属磷化物、过渡族金属硒化物和过渡族金属硫化物；通过锂离子放电还原所述过渡族金属化合物，得到权利要求1或2所述的纳米复合材料。4.一种纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：采用磁控溅射法交替生长第一薄膜材料和第二薄膜材料，获得权利要求1或2所述的纳米复合材料；其中，所述第一薄膜材料包括权利要求1或2所述的第一纳米颗粒，所述第二薄膜材料包括权利要求1或2所述的第二纳米颗粒；和/或，采用球磨机对第一物料和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，李洪森，王凯，张凤玲，夏清涛，胡正强，李召辉，李祥琨，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：