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由于L10-FePt合金具有较高的化学稳定性、大的磁晶各向异性等特点,在磁记录材料、永磁体、传感器和生物医药等领域具有广阔的应用前景。要实现超高密度磁记录介质的应用,必须降低FePt磁性粒子的尺寸、尺寸分布及粒子间磁交换耦合作用,同时要求FePt粒子薄膜具有优越的磁性能。目前FePt薄膜的制备主要采用物理气相沉积方法,但产物粒子尺寸分布较宽,且制备过程耗时长、耗能大。
本文采用高温液相法直接合成尺寸分布均匀的~3.8nm单分散性球形FePt纳米粒子,并用化学自组装的方法制备FePt纳米粒子薄膜。通过调节反应先驱的配比,能实现FePt粒子成分的控制。当粒子成分为Fe49Pt51时产生最佳的磁性能,其有序化相转变温度约为520℃,退火温度为550℃时产生2.6kOe的矫顽力,600℃时薄膜有序度为0.87。较高温度的退火处理能够诱导FePt纳米粒子表面油酸和油胺表面活性剂的分解,使粒子团聚烧结长大,产生较强的粒子间磁交换耦合作用,不利于磁记录介质的信噪比和磁记录密度的提高。
同时,结合高温液相和种子媒介法成功合成出核壳结构的FePt/Ag纳米粒子,调节反应先驱配比和控制反应条件,能实现Ag壳层厚度的控制。随Ag壳层厚度升高,FePt/Ag纳米粒子的紫外-可见吸收峰向波长较大的方向移动,即发生“红移”。同时,不同厚度的Ag壳层对FePt/Ag纳米粒子薄膜的有序化产生不同程度的影响。当退火温度为500℃时,壳层厚度为~1nm的FePt/Ag纳米粒子薄膜产生最大的Hc≈2.8kOe,且随壳层厚度增大,薄膜Hc呈微弱降低趋势。相对于FePt,FePt/Ag纳米粒子薄膜的有序化相转变温度至少降低了~100℃,且退火处理后FePt/Ag纳米粒子中的磁性FePt部分被非磁性Ag部分隔离,有效降低了FePt磁性粒子间的交换耦合作用,提高其磁性能。