2003年11月26日于北京召开的中国科学院沈阳材料科学国家（联合）实验室理事会会议上，沈阳材料科学国家（联合）实验室、中国科学院金属研究所张志东研究员介绍，研究小组制备的纳米复合稀土永磁块体和薄膜材料，项目指标达到目前报道的最高值。这一成果显示，由分布很好的非常细晶粒的硬磁相和软磁相组成的多层薄膜，可望成为新一代的稀土永磁材料，在信息、微型机械、微型电机等领域将有广阔的应用前景。
稀土永磁材料发展到第三代后，人们仍在不懈地探索具有更优异内禀磁性的新型永磁化合物。铁基稀土氮化物一度成为人们研究的热点之一。张志东研究员领导的研究小组在稀土过渡金属化合物的磁性相变、稀土亚稳相向稳态相转变的机理、纳米复合磁性材料的磁性耦合机制、量子阱效应和磁性交互作用之间的关联等方面取得系统深入的研究成果。有关成果加深了人们对磁性材料中的结构相变、磁性相变、磁性耦合及纳米复合等现象的理解。
课题组通过寻找稀土亚稳相形成的共同规律，分析稀土亚稳相之间和向稳定化合物的转变过程，发现结构对称性是其中的关键因素之一；对纳米复合稀土永磁材料的磁性耦合机理开展了实验和理论的研究工作；结合硬磁相和软磁相两者在纳米尺度的对内禀磁性的贡献，提出了有效交换耦合常数的概念；等等。课题组成员近年来在国际刊物发表相关论文百余篇，应邀为国际刊物和手册撰写有关稀土过渡金属化合物、稀土亚稳相、薄膜和超晶格中自旋波、双量子阱中的量子干涉效应、纳米复合磁性材料等专题综述报告６篇。
最近，在前期系统研究工作的基础上，张志东研究小组与美国内布拉斯加大学林肯分校合作，又在制备高性能的纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体方面取得进展。自从实验上发现晶间磁性交换耦合后，理论预言纳米复合永磁材料可以获得高的剩磁和高的最大磁能积。但是，至今为止纳米复合块体永磁材料的最大磁能积的实验值远低于理论预期值。针对这个问题，他们发展了在纳米尺度设计稀土永磁材料的技术，采用磁控溅射方法制备纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体，通过控制多层薄膜的厚度来控制退火过程中硬磁相和软磁相的晶粒生长和分布。利用高分辨透射电子显微镜对样品进行平面和横截面表征，表明硬磁相和软磁相的分布均匀。精心设计的多层膜由晶粒尺寸为４０纳米的硬磁相和连续分布的软磁相组成。从而在多层薄膜中实现了磁性交换耦合和剩磁增强效应，有效地结合了硬磁相和软磁相的优良磁性，实现了剩磁增强效应，在薄膜磁体中获得了最大磁能积２０３ ｋＪ／ｍ３。
与会专家高度评价了这一成果，认为“在国际同研究领域中处于领先水平，为探索新型永磁材料提供了新思路，对永磁材料的发展及应用具有重要的指导意义”。
稀土永磁材料发展到第三代后，人们仍在不懈地探索具有更优异内禀磁性的新型永磁化合物。铁基稀土氮化物一度成为人们研究的热点之一。张志东研究员领导的研究小组在稀土过渡金属化合物的磁性相变、稀土亚稳相向稳态相转变的机理、纳米复合磁性材料的磁性耦合机制、量子阱效应和磁性交互作用之间的关联等方面取得系统深入的研究成果。有关成果加深了人们对磁性材料中的结构相变、磁性相变、磁性耦合及纳米复合等现象的理解。
课题组通过寻找稀土亚稳相形成的共同规律，分析稀土亚稳相之间和向稳定化合物的转变过程，发现结构对称性是其中的关键因素之一；对纳米复合稀土永磁材料的磁性耦合机理开展了实验和理论的研究工作；结合硬磁相和软磁相两者在纳米尺度的对内禀磁性的贡献，提出了有效交换耦合常数的概念；等等。课题组成员近年来在国际刊物发表相关论文百余篇，应邀为国际刊物和手册撰写有关稀土过渡金属化合物、稀土亚稳相、薄膜和超晶格中自旋波、双量子阱中的量子干涉效应、纳米复合磁性材料等专题综述报告６篇。
最近，在前期系统研究工作的基础上，张志东研究小组与美国内布拉斯加大学林肯分校合作，又在制备高性能的纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体方面取得进展。自从实验上发现晶间磁性交换耦合后，理论预言纳米复合永磁材料可以获得高的剩磁和高的最大磁能积。但是，至今为止纳米复合块体永磁材料的最大磁能积的实验值远低于理论预期值。针对这个问题，他们发展了在纳米尺度设计稀土永磁材料的技术，采用磁控溅射方法制备纳米复合稀土永磁多层薄膜磁体，通过控制多层薄膜的厚度来控制退火过程中硬磁相和软磁相的晶粒生长和分布。利用高分辨透射电子显微镜对样品进行平面和横截面表征，表明硬磁相和软磁相的分布均匀。精心设计的多层膜由晶粒尺寸为４０纳米的硬磁相和连续分布的软磁相组成。从而在多层薄膜中实现了磁性交换耦合和剩磁增强效应，有效地结合了硬磁相和软磁相的优良磁性，实现了剩磁增强效应，在薄膜磁体中获得了最大磁能积２０３ ｋＪ／ｍ３。
与会专家高度评价了这一成果，认为“在国际同研究领域中处于领先水平，为探索新型永磁材料提供了新思路，对永磁材料的发展及应用具有重要的指导意义”。
