超高密度磁存储用FePt纳米颗粒阵列的制备及其性质研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51071145
项目类别：
面上项目
资助金额：
38.0万
负责人：
张兴旺
依托单位：
中国科学院半导体研究所
学科分类：
E0107.金属功能材料
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
尹志岗；杨晓丽；张曙光；高云；董敬敬；谭海仁；
关键词：
超高密度磁存储自组装胶束化方法 FePt纳米颗粒阵列

项目摘要

电子信息产业的高速发展对磁存储的容量及密度提出了更高的要求，L10结构的FePt具有大的磁晶各向异性能，小的超顺磁极限颗粒尺寸，成为新型超高密度磁存储介质材料研究的热点。本项目中我们将嵌段共聚物胶束化与溅射沉积保护层相结合制备有序FePt纳米颗粒阵列，该方法既具有化学方法的优势（纳米颗粒尺寸分散度小、分布均匀，颗粒大小、形状和间距容易控制）；又通过溅射沉积使FePt纳米颗粒分散在非磁性基质中，从而解决了退火过程中颗粒长大及颗粒间磁交换耦合作用问题。同时我们提出通过引入晶格匹配的缓冲层和保护层，在等离子体刻蚀及退火过程中实现FePt纳米颗粒易磁化轴的垂直取向；通过元素掺杂及控制退火条件来降低FePt有序化相变温度。该项目的实施，有望得到能实际应用于超高密度磁存储的FePt纳米颗粒阵列，对磁性金属纳米颗粒的基础研究和超高密度磁存储介质材料的实际应用都有着十分重要的意义。

结项摘要

L10结构的FePt具有大的磁晶各向异性能，小的超顺磁极限颗粒尺寸，成为新型超高密度磁存储介质材料研究的热点。实际应用的L10相FePt纳米颗粒需要同时满足以下条件：较低的有序化温度、垂直的c轴取向、单一尺寸和有序均匀分布。但目前还没有任何方法可以制备出能同时满足上述条件的FePt纳米颗粒。本课题中我们将物理方法和化学方法相结合，制备了L10相FePt纳米复合薄膜，这些FePt纳米颗粒复合薄膜具有相变温度低、c轴垂直取向和磁性绝缘的特点。具体成果如下：我们采用反胶束法制备了单分散性良好、准六角有序的FePt纳米颗粒阵列，实现了对颗粒大小和间距的大范围调控，同时通过溅射覆盖SiO2介质层抑制了FePt纳米颗粒的团聚和长大，并减弱纳米颗粒之间的磁性相互作用。在胶束溶液中添加适当Au和Ag盐的方式实现元素掺杂，当Au或Ag原子被引进到FePt纳米颗粒中后，FePt将产生晶格膨胀现象，从而导致弹性能增加，有效地促进了L10相FePt纳米颗粒的有序化进程，并将有序化温度降低了约100 oC。我们在MgO (001)衬底上引入了晶格匹配的Au (002)缓冲层，诱导FePt颗粒的取向生长，退火后FePt纳米颗粒展现出了明显的垂直各向异性。通过该项目的实施，我们共发表SCI论文8篇，申请4项国家发明专利，其中获得授权发明专利3项，参加国际会议并做邀请报告1次，培养研究生3名，其中一人获中科院院长优秀奖及北京市优秀毕业生。本项目的成果提供了一条超高密度磁存储的FePt纳米颗粒阵列实际应用的可行途径，对磁性金属纳米颗粒的基础研究和超高密度磁存储介质材料的实际应用都有着十分重要的意义。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（1）

专利数量（3）

Ordered ZnO nanorods-based heterojunction light-emitting diodes with graphene current spreading layer

具有石墨烯电流扩散层的有序ZnO纳米棒基异质结发光二极管

DOI：
10.1063/1.4753926
发表时间：
2012-09
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Zhang, S. G.;Zhang, X. W.;Si, F. T.;Dong, J. J.;Wang, J. X.;Liu, X.;Yin, Z. G.;Gao, H. L.
通讯作者：
Gao, H. L.

Tetragonal-tetragonal-monoclinic-rhombohedral transition: Strain relaxation of heavily compressed BiFeO3 epitaxial thin films

四方-四方-单斜-菱面体转变：重度压缩的 BiFeO3 外延薄膜的应变弛豫

DOI：
10.1063/1.4864077
发表时间：
2014-02-03
期刊：
APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子：
4
作者：
Fu, Z.;Yin, Z. G.;Wu, J. L.
通讯作者：
Wu, J. L.

Efficiency enhancement of polymer solar cells by localized surface plasmon of Au nanoparticles

通过金纳米粒子的局域表面等离激元提高聚合物太阳能电池的效率

DOI：
10.1063/1.4827181
发表时间：
2013-10
期刊：
Journal of Applied Physics
影响因子：
3.2
作者：
Gao, H. L.;Zhang, X. W.;Yin, Z. G.;Zhang, S. G.;Meng, J. H.;Liu, X.
通讯作者：
Liu, X.

Plasmon enhanced polymer solar cells by spin-coating Au nanoparticles on indium-tin-oxide substrate

通过在氧化铟锡基底上旋涂金纳米粒子来增强等离子激元聚合物太阳能电池

DOI：
10.1063/1.4754839
发表时间：
2012-09
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Gao, H. L.;Zhang, X. W.;Yin, Z. G.;Tan, H. R.;Zhang, S. G.;Meng, J. H.;Liu, X.
通讯作者：
Liu, X.

Effects of ambient conditions on the quality of graphene synthesized by chemical vapor deposition

环境条件对化学气相沉积合成石墨烯质量的影响

DOI：
10.1016/j.vacuum.2012.04.035
发表时间：
2012-07
期刊：
Vacuum
影响因子：
4
作者：
Si, F. T.;Zhang, X. W.;Liu, X.;Yin, Z. G.;Zhang, S. G.;Gao, H. L.;Dong, J. J.
通讯作者：
Dong, J. J.

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