退火温度对FePt薄膜物性的影响

用直流磁控溅射方法和原位退火工艺在玻璃基片上制备了Fe48Pt52纳米薄膜.研究发现,退火温度对FePt膜的微结构和磁特性有很大的影响,退火可以减小颗粒间的磁相互作用,矫顽力随退火温度的升高先急剧增大后减小,600℃退火处理的FePt样品平行膜面方向的矫顽力略大于垂直方向,分别达到了684.4,580.9 kA/m;650℃退火处理的FePt样品在2个方向上都获得了巨大的矫顽力,最大值达到了986.8 kA/m.     

C覆盖层对FePt纳米薄膜微结构的影响

使用对靶直流磁控溅射和原位退火方法在普通玻璃基底上制备了C/FePt/Fe纳米颗粒薄膜.通过表征分析表明,加入C覆盖层对FePt薄膜的微结构有较大的影响.经过退火处理后C颗粒渗透到磁性层中,起到了隔离磁性颗粒和减弱颗粒间结合能的效果,并且减弱了磁性颗粒间强的交换耦合作用,最终使颗粒和磁畴减小,增加了L10结构的有序程度;样品获得了1 089kA/m的矫顽力.     

北京工商大学一项科研合作项目获国家自然科学基金资助

日前，我校基础部李宝河副教授与北京科技大学合作申报项目《低有序化温度和垂直取向FePt纳米颗粒膜的制备、表征和磁性》获得国家自然科学基金资助．     

FePt/Co纳米复合颗粒的制备及微观结构的研究

纳米双相复合磁体是永磁材料研究的热门领域,具有L10结构的FePt凭借高的磁晶各向异性、稳定的化学性质、高的矫顽力,成为纳米双相复合中硬磁相的首选。将Fe、Pt的无机金属盐作为前驱体与NaCl进行球磨混合,在还原性气氛环境中进行不同温度的热分解处理,制备分散性较好、颗粒尺寸分布均匀的单相L10-FePt,然后通过热分解软磁相Co的前驱体CoCl2·6H2O,使其均匀包覆在FePt纳米颗粒上,制备出磁性能优良的FePt/Co纳米复合颗粒。振动样品磁强计Lake shore 7410测试表明样品具有优良的磁性能,通过X射线粉末衍射证明成分为FePt、Co,通过透射电镜对样品的形貌进行观测,证明FePt/Co双相复合结构形成。     

高密度磁记录用FePt/Ta多层膜微结构与磁性

采用直流对靶磁控溅射方法生长了FePt/Ta多层膜.X射线衍射(XRD)分析表明[FePt(2.5.nm)/Ta(2.5 nm)]5样品经过650℃退火实现了从无序到有序的转变.磁测量表明当Ta层厚度为2.5 nm时,FePt的磁特性达到最好,矫顽力为543.4 kA·m-1,矩形比也达到最大(0.805 59).原子力显微图观察发现,650℃退火后的样品纳米晶粒分布比较均匀,粒径大约为10～20 nm.磁力显微图观察说明大量粒子取向一致.计算得到激活体积远大于晶粒体积的事实说明薄膜的磁化反转过程主要是由磁矩转动控制的.     

磁性纳米粒子组装颗粒膜的电磁输运特性

磁性纳米粒子组装颗粒膜的电磁输运特性一直是凝聚态物理领域的研究热点之一.以原位组装的策略制备磁性颗粒膜,可以将磁性纳米粒子的制备和薄膜的组装过程分开,实现磁性颗粒膜中颗粒尺寸、颗粒间距等微结构要素的独立调控,为揭示磁性颗粒膜电磁输运特性的微观机制创造条件.本文总结了近年来磁性纳米粒子组装颗粒膜的制备及其电磁输运特性的主...     

利用FeAl下底层在低温条件下制备L10相FePt纳米颗粒

用FeAl合金作为下底层,用MgO作为中间层,在MgO（001）基片上生长了FePt薄膜．对FeAl下底层在300℃以上进行热处理,可以使其相结构转变为有序的B2相．热处理温度为400℃时,FeAl下底层内因热运动产生的空位没有在表面发生聚集,因而其表面最为平整．由于MgO,FeAl和FePt三者间良好的晶格匹配关系,使得FePt薄膜的生长具有垂直取向．FeAl下底层可以有效地降低FePt薄膜的相转变温度,而MgO中间层可以有效地避免层问扩散．在400℃的较低温度条件下,获得了尺寸约为10nrn的垂直取向L10相FePt均匀颗粒,室温矫顽力达到～20kOe．这种薄膜有希望应用于垂直磁记录介质．     

交流电热流对导电岛纳米电极介电组装的影响

为了获得导电岛纳米间隙电极系统中纳米颗粒介电组装成的纳米粒子链的形貌规律,在所制备出的导电岛纳米间隙电极系统中进行了纳米颗粒介电组装实验。基于纳米颗粒介电操控理论,建立了导电岛纳米间隙电极组装体系的纳米颗粒介电组装模型,并通过数值仿真方法,对该介电组装模型中的电场分布和介电组装过程中纳米颗粒所受的介电泳力、交流电热流以及两者合作用的电动力学行为进行了分析,探究了交流电热流对导电岛纳米电极介电组装的影响。实验发现:在导电岛纳米间隙电极系统中纳米颗粒的介电泳组装具有两种模式——纳米间隙之间的体组装与电极和导电岛表面上的面组装,并且组装模式的强弱程度受频率的影响,进而造成组装形成的纳米粒子链的分布和形态的不同。仿真结果表明:当频率增大到350kHz时,纳米缝两侧电热流向发生反向;在频率为150kHz且缝宽为500nm时,会在整条纳米缝任意位置(端点处外)出现电热流旋涡,并且电热流旋涡会随着驱动频率的增加而减弱;随纳米缝宽度减小,电热流对纳米粒子介电组装的影响减弱。     

FePt纳米颗粒的制备与表征

通过化学还原法制备FePt纳米颗粒,研究热处理前后其磁性能的变化.XRD及TEM分析表明,所制备的FePt纳米颗粒为fcc结构,颗粒为类球形且分散性较好,尺寸约为5.0 nm,热处理使FePt纳米颗粒从无序的fcc相变成有序的fct结构.VSM显示所制备FePt纳米颗粒的矫顽力为零,呈现超顺磁性,500 ℃高温退火处理后矫顽力可达1/(2π)×106 A/m.     

FePt@Au纳米颗粒的可控制备

磁性纳米颗粒在生物医药方面的许多应用都要求在小尺度下仍具有高的磁性能。FePt纳米颗粒具有高的饱和磁化强度和高的磁晶各向异性,用有良好生物相容性的Au作表面包覆,形成核壳结构的FePt@Au纳米颗粒成为生物医药领域的首选研究对象。介绍用化学热分解法,制备尺寸均匀的、立方形貌的FePt纳米颗粒作籽晶,之后分散到溶液中再热分解乙酸金制备FePt@Au核壳结构颗粒。通过透射电镜(TEM)观测到包覆Au后颗粒尺寸长大,并且对单个颗粒进行了能谱分析(EDS),结果表明,制备出来颗粒同时包含Fe、Pt、Au元素,证明所制备的颗粒具有FePt@Au的结构。对所制备的FePt@Au纳米颗粒的结构研究表明,Au原子在方形颗粒表面的不均匀形核是形成复合结构的主要生长机制。     

界面交换耦合强度对垂直取向FePt/α-Fe/FePt磁性三层膜磁化反转过程的影响

运用微磁学方法,研究了界面交换耦合强度对垂直取向FePt/α-Fe/FePt磁性三层膜的磁化反转过程的影响,得到成核场的解析公式.研究发现,成核场随界面交换耦合常数的增大而增大.尤其当软磁相厚度很小时,界面交换耦合作用对成核场的影响比较明显.通过数值计算,得到了不同交换耦合常数下的磁矩分布,发现界面处的磁矩角度出现跳跃.并且钉扎场随着软磁相厚度和界面交换耦合常数的增加而减小.     

Au掺杂对L1_0相FePt纳米颗粒的结构和磁性的影响

利用溶胶—凝胶法制备了(FePt)100-x Au x(x=0%,5%,10%,20%)纳米颗粒,并且研究了不同含量的Au对FePt纳米颗粒磁性和结构的影响.实验发现,添加Au可以有效降低FePt合金从无序相到有序相的相转变温度,增加L10相FePt颗粒的有序化程度,并且会增加FePt颗粒的晶粒尺寸.磁性测试结果表明,在600℃时,掺杂Au后(FePt)90Au10样品的矫顽力可以达到9 585 Oe,比不添加时的5 250 Oe提高了很多,这可能是由于掺杂Au使FePt的有序化程度增加,并且使颗粒的尺寸增大.     

金磁微粒的制备及其固定牛血清蛋白的研究

采用水热法快速制备Fe_3O_4纳米粒子,并通过表面氨基化与金纳米粒子自组装构建金磁微粒(Fe_3O_4@Au).表征Fe_3O_4@Au理化性质,并优化Fe_3O_4@Au对牛血清蛋白的固定体系.实验结果表明,所制备的金纳米粒子平均粒径达到(7.8±0.4)nm,氨基化的磁性材料可以固载金纳米粒子,金磁微粒饱和磁化强度为61 emu/g;金磁微粒对牛血清蛋白的固定化体系为金磁微粒添加量0.1 g,固定化温度50℃,固定化时间10 min,且平均固定量为5.189 mg/g.     

沉积厚度对L10-FePt薄膜(001)织构和磁性的影响

采用直流磁控溅射方法在表面氧化的Si(001)基片上制备不同厚度的FePt薄膜, 并利用原子力显微镜(AFM)、 X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征样品的形貌、结构和磁性. 结果表明: 将薄膜样品在H₂气氛中经600 ℃退火1 h, 得到了L1₀-FePt薄膜; 薄膜具有(001)织构或明显的(001)取向生长, 随着沉积厚度
的增加, FePt的晶粒尺寸变大, 样品的有序化程度增大, (001)取向生长呈减弱的趋势; 样品均具有明显的垂直磁各向异性, 随着薄膜厚度的增加, 平行膜面矫顽力增大, 垂直膜面矫顽力先增大后减小, 当沉积厚度为10 nm时, 样品的垂直磁各向异性最佳.     

[FePt/Ag]n多层颗粒膜的磁学性能及微观结构

采用磁控溅射方法制备了一系列[FePt/Ag]n多层颗粒膜,经过退火处理,用原子力磁力显微镜和振动样品磁强计研究了其微观结构及磁学性能.研究结果表明:在FePt薄膜中加入适当含量的Ag有利于FePt在较低退火温度下发生有序化相变,但在FePt有序化相变完成之后,颗粒膜中的Ag原子的扩散阻碍薄膜矫顽力的进一步提高;[FePt/Ag]n颗粒膜的晶粒及其岛状磁畴的大小随着退火温度的升高而增大;溅射成膜过程中适当的基片加温有利于降低[FePt/Ag]n颗粒膜的后续退火处理温度.     

表面增强拉曼光谱研究尼古丁与金属纳米粒子的相互作用

以金、银纳米及Au@Ag、Au-Ag合金复合纳米粒子为基底,研究尼古丁分子的表面增强拉曼光谱,讨论分子在4种纳米粒子表面的作用方式及可能的吸附取向.结果表明,分子在金纳米和Au-Ag合金纳米粒子表面的吸附取向相同——垂直吸附,不同的是与金纳米粒子形成了稳定的N-Au键;由于银纳米粒子和Au@Ag核壳纳米粒子表面均富含大...     

SiO_2包覆FePt磁性纳米颗粒的制备和其磁性能

分别以乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)和氯铂酸(H2PtCl6.6H2O)作为Fe源和Pt源,硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂,通过化学还原法制备FePt纳米粒子.配制出OP-10/正丁醇/环己烷/浓氨水/的反相微乳液.采用反相微乳液法实现SiO2对FePt纳米粒子的硅层包覆.运用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对FePt@SiO2复合纳米粒子进行表征.结果表明:SiO2成功包覆在FePt表面,且磁性纳米复合粒子饱和磁化强度几乎不变,矫顽力趋近于零,仍显示超顺磁性.     

溶胶-凝胶法制备FePt纳米颗粒及其性质研究

通过溶胶-凝胶法制备了L10相FePt纳米颗粒,并利用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)等测试手段对所制备的样品进行了结构和磁性表征.XRD及TEM分析表明,700℃所制备的FePt纳米颗粒为面心四方(FCT)结构,颗粒形状为球形且分散性较好,晶粒尺寸约为12 nm.磁性测试结果表明,L10相的FePt纳米颗粒室温下具有铁磁性,其矫顽力为1 887 Oe.     

Fe含量对FePt磁性薄膜的微结构和磁特性的影响

用直流磁控溅射方法和原位退火工艺在玻璃基片上制备了FexPt100-x纳米颗粒膜.研究发现,Fe含量对FePt纳米颗粒膜的微结构和磁特性有很大的影响.矫顽力随Fe含量的增加而增大,当x=48时矫顽力Hc达到了1 040 kA/m,样品出现很好的有序化L10结构扫描探针显微镜(SPM)观察结果显示,所有样品具有横跨数个晶粒的粒状磁畴,Fe48Pt52的粗糙度Ra大约0.6 nm.     

Ag溅射参数对FePt/Ag薄膜取向生长的影响

采用有交互作用的正交实验方法对磁控溅射法在玻璃基片上制备FePt/Ag纳米双层膜Ag底层的溅射参数进行研究.通过直观分析,方差分析和XRD图分析,可以选出Ag底层诱导FePt层取向生长的最佳溅射条件,为FePt磁性层性能的进一步研究应用奠定了基础.