本文的主要目标是开发一种基于颗粒尺寸和其他性质的新方法来对颗粒进行分离,该方法通过同时使用时变磁场和光刻在基片表面的磁性薄膜来控制磁性颗粒的运动。　　在本文的前半部分,本人考察了在永久磁化的钴磁阵列上由外加多频磁场驱动的磁性粒子的运动状况。本部分主要通过结合理论与仿真来分析磁势能的性质,使得不同尺寸的粒子实现相反的运动规律,其主要创新点在于确认了静态磁力是导致两种粒子发生分离的根本原因。本人首先分析了最简化的力学模型,证明了静态磁力的主要作用是对反向相位产生延迟;然后,通过对完整力学模型的研究,本人推导出了可以实现两种粒子发生分离的相位范围。根据这些理论成果,本人进行了实验来观察粒子尺寸和静态磁力系数对粒子运动方向的影响,实验结果与大部分的理论相吻合。这些结果不仅从实验上证明了本人和该领域其他研究者的正确性,也从理论上阐述了磁性棘轮的分离性在本文的后半部分,本人研究了一种本质上不同的分离颗粒的方法,该方法不是通过控制势能的移动,而是借用了电子电路的概念。具体来说,本人开发了一套理论模型来阐述构建与电子半导体类似的磁性基片的可行性,该基片利用水平平面内的旋转磁场来驱动镍铁软磁阵列。该部分的目标是通过设置相邻软磁体之间的间距和控制外加磁场的强度和频率来使物质传导或者绝缘。从某种程度上,这和电子半导体材料通过控制内部原子距离和其他参数来调整导带和价带是类似的。通过仿真,本人证明了粒子主要有两种运动状态,包括粒子环绕单个磁体运动的绝缘状态和粒子流过多个磁体的导体状态,并绘制了理论状态表来展示这两种状态之间的切换。最后,我设计了可以被用作“门极”的微导线来实现磁性非门。我的研究成果对粒子控制领域产生了深远的影响,并且在多种片上系统有着应用价值。