基于胶体晶体模板的环基双纳米结构阵列构筑及其磁性研究

双纳米结构阵列可以由两种不同结构、周期和材料的有序阵列以某种方式组合而成，具有许多单结构阵列无法比拟的优越性能，但其构筑难度与单阵列比大大增加，影响了其结构参数可调控性及相关物性研究。本项目拟在前期工作基础上，即基于胶体晶体模板的纳米结构阵列合成，更进一步，提出两步法合成双纳米结构阵列的新策略，合成纳米环阵列（氧化铁、铁）与另一纳米阵列（钴等磁性材料）共同构成环基双纳米结构阵列，研究制备参数对其形态、尺寸的影响，分析环基双阵列的生长过程，初步实现对双阵列结构的选择性调控。研究环基双阵列形态、尺寸和周期对宏观磁性的影响，系统分析环基双阵列的磁性与组成该阵列的两个单结构阵列的磁性之间的差异，初步揭示环基双阵列宏观磁性的内在机制。旨在发展一种简便实用的双纳米结构阵列的合成新技术和形态调控新方法，为新型纳米结构阵列的器件提供设计思想，为多功能磁性纳米器件的研究奠定基础。

二元纳米阵列可由两种不同结构或材料的有序阵列，以某种方式组合而成，能兼有两种材料的物理性质，且不同材料的物性间还可产生关联，在新型纳米器件研发方面具有重要意义。我们提出了基于单层胶体晶体的两步法合成二元阵列的新策略，即将溶液浸渍法和物理气相沉积法结合，成功合成了环/孔、环/三角状、孔/柱等不同形态的异质二元纳米阵列，通过实验探索，实现了二元阵列结构参数的大范围调控；研究了二元有序阵列的形成原理，探索了制备工艺参数、条件对有序阵列生长的影响；探究了阵列中二元纳米结构单元之间的的结合机理，成功实现了在维持一种材料形态、结构等参数不变的情况下，选择性调控另一种材料的形貌、尺寸及二元纳米单元间的相对位置；最后，研究了两种磁性材料间不同的形态组合，如环/三角状等，整个阵列的协同效应对其磁学行为的影响等。除此以外，在本项目的基础上，我们提出了新的磁/电二元纳米构筑策略，将磁性材料与超导材料相结合，研究磁畴形态与输运行为之间的关联性，在自旋电子器件方面具有重要的应用价值。总之，本项目发展了简便实用的二元纳米阵列合成新技术和结构形态调控新方法，为新型纳米器件的研发提供设计思想，具有重要的意义。