垂直取向的自组装FePt纳米颗粒阵列的制备及磁性能研究

大面积、高有序度、垂直取向的fct相FePt纳米颗粒阵列是未来超高密度磁存储介质的重要选择。 本项目拟采用化学制备同物理真空沉积相结合的方法，以FePt纳米颗粒单层膜/B4C保护层这一复合结构为基础构筑出大面积、垂直取向的FePt纳米颗粒二维阵列。这种复合结构首先利用化学成膜技术实现对形状各向异性FePt纳米颗粒（纳米方块、纳米棒）的大面积自组装；其次引入高稳定的无机材料B4C，实现高温退火过程中对FePt纳米阵列的固定和保护。本研究充分利用FePt纳米颗粒的结构各向异性诱导其相变过程中的磁化轴取向，同时采用磁场辅助退火的手段进一步提高单层膜颗粒的垂直取向度。该项目的实施有望获得大面积、垂直取向的fct相FePt纳米颗粒有序阵列，对于实现FePt纳米材料在未来超高密度磁存储介质上的应用具有重要意义。

面心四方（fct）结构的 FePt 合金具有很高的磁晶各向异性常数（Ku=7×106J/m3）、大的饱和磁化强度和良好的化学稳定性，是未来用于高密度磁存储的热门材料。本项目以高矫顽力的FePt纳米材料为主线，通过化学和物理手段获得了不同尺寸及形貌的FePt纳米合金; 探讨了反应条件对纳米材料形貌、成分、结构、磁性等的影响; 通过元素掺杂的方法直接合成fct结构的FePt纳米颗粒，并对FePt纳米颗粒在低温下的相变机制作了阐释; 通过对FePt纳米颗粒微结构及成分的分析，阐释了各向异性FePt纳米颗粒的生长机制。.在项目执行过程中，根据实际需要，我们对相关的研究内容进行了适当拓展.尝试利用电化学沉积的方法获得FePt或CoPt纳米材料阵列。确立了沉积电压、溶液pH值、脉冲频率、脉冲开关对比度、电沉积溶液组分等对纳米线阵列结晶性、晶相、生长方向、易磁化轴的取向和最终磁性能的影响。采用磁控溅射制备了高矫顽力，（001）取向的FePt/B4C磁性薄膜。 研究发现随着薄膜厚度的减小膜内颗粒的垂直取向度逐渐提高，同时化学有序度有所降低。其中B4C的引入能够抑制颗粒的长大，有效较低层内颗粒之间的交换耦合作用。这些研究结果有助于FePt纳米材料在未来高密度磁存储中的应用。