영구자석 활용에 주요한 두 가지 요소는 자기 에너지와 작동 온도입니다. 즉, 현대 기술에 사용되는 자석의 경우 디바이스가 구동하는 온도에서 자기적 성질을 유지하고 있어야 하며 충분히 큰 자기 에너지를 생산할 수 있어야 합니다. 20세기 들어 이러한 성질의 다양한 자석들이 개발되고 사용되어 자기 에너지의 생산 규모는 매 10년간 급증했습니다. 하지만 최근 20년간은 눈에 띄는 수준의 영구자석 효율의 증대는 없었는데, 이는 고효율 영구자석에 사용되는 희토류 원소들의 비싼 가격과 직접적인 관련이 있습니다. 이에, 비희토류(rare-earth-free) 기반의 경질자석과 같은 대체제들에 대한 관심과 연구가 집중되기 시작했습니다.
어떤 영구자석이 실용성을 얻기 위해서는 퀴리 온도(TC), 자화 포화(MS), 최대 자화 에너지 생산량((BH)max)과 같은 몇 가지 지표들을 만족시켜야 합니다. 현재까지의 비희토류 자석의 경우 비록 일부 조건들은 충족시키지만, 대다수의 중요한 기준들에는 미달인 상태입니다. 그렇기에 충분히 큰 에너지 생산량을 담보하는 비희토류 자석의 개발 방법은 아직 진행 중인 도전과제이며 다양한 접근 방법들이 제시되었습니다.
대표적으로, 코발트 기반 혹은 망간 기반의 비희토류 자석 화합물들이 연구되었습니다. 이와 같은 화학적 접근뿐만 아니라 크기를 조절하는 물리적인 접근 방법 또한 연구되었는데, 예를 들어 나노 경질자석과 같이 소재를 저차원화 함으로써 좋은 자기적 성질을 얻을 수 있는 방향으로 세부조정이 가능하도록 만드는 방식이 있습니다.
방법론적으로는 그 외에도 소결법(sintering process), 고온 압밀(hot compaction), 졸-겔 방법(sol-gel method), 기계적 연마(mechanical grinding), 펄스 레이저 증착(PLD), 분자빔 에피택시(MBE), 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering), 폴리올 감소화학(polyol reduction chemistry,), 용액 화학(solution chemistry), 용매열 과정(solvothermal process), 클러스터 침적(cluster-deposition), 용융 실뽑기(melt-spinning)와 같이 비희토류 자석을 거시적인 규모부터 나노복합재료나 박막처럼 작은 나노 규모로 만드는 기술들이 연구되었습니다.