FePt NPs：MgO纳米复合薄膜的制备及其磁、光特性研究
发布时间：2021-08-18 19:23
由于L10相的FePt合金具有极高的单轴磁晶各向异性、小的超顺磁临界尺寸和良好的化学稳定性,它被认为是未来超高密度磁存储材料的首选。随着科学技术的发展,更小尺寸的量子器件势必会代替微电子器件。因此,如何在保证FePt纳米颗粒优异性能的同时,根据应用要求的不同对其结构和性质进行相应的调控成为了一个亟需解决的问题。本文采用脉冲激光沉积（PLD）方法将FePt纳米颗粒嵌埋入单晶MgO基质中,获得了 FePt NPs:MgO纳米复合薄膜,并研究了其磁、光等性质。取得的具体研究结果如下:首先,使用PLD方法制备了 FePt NPs:MgO纳米复合薄膜并对其成分及结构进行了表征。结果表明,FePt纳米颗粒和MgO分别为三维岛状生长以及二维层状生长模式,成功实现了岛状层状交替生长,FePt纳米颗粒的嵌埋并没有影响MgO层的外延生长,并且FePt和MgO的外延关系为[200]FePt||[100]MgO。在同等的生长条件下,随着生长FePt时的脉冲沉积发数增加（100-900发）,FePt纳米颗粒的间距变小（10-2 nm）;固定其他生长参数,随着生长FePt所使用的激光能量密度3 J/cm2提升至7...
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：98 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２矫顽场随材料尺寸的变化１１５１??１．２?ＦｅＰｔ纳米磁性材料??
?Ａｔｏｍｉｃ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?Ｐｌａｔｉｎｕｍ?ｐｔ??图１．３Ｆｅ－Ｐｔ二元平衡相图１２５１??１．２．１?ＦｅＰｔ合金简介??Ｆｅ原子和Ｐｔ原子可以通过相互扩散形成连续固溶体，图１．３为Ｆｅ－Ｐｔ的二元平衡相??图。从图中可以看出，随着Ｐｔ原子比例及温度的变化，ＦｅＰｔ合金可以形成多种结构。??而根据相图可以看出，ＦｅＰｔ合金的形成过程时置换型的固溶体互溶的过程。ＦｅＰｔ合金主??要有三种结构：Ｆｅ３Ｐｔ、ＦｅＰｔ以及ＦｅＰｔ３。这三种结构都可以通过改变成分比例以及温度，??在无序相及有序相之间相互转换。所谓的无序相，就是Ｆｅ或Ｐｔ原子随机占据晶格中的??各个各点，而有序相则是Ｆｅ原子与Ｐｔ原子按一定顺序排列，从而形成原子尺度上的超??晶格结构。这三种结构所对应的无序相均为Ａ１相，其结构为面心立方结构（ｆｅｅ：??ｆａｃｅ－ｃｅｎｔｅｒｅｄ－ｃｕｂｉｃ）。然而它们有序相由于ＦｅＰｔ含量的不同使得其结构与磁性均有很大??的不同。有序相的Ｌｌ２相Ｆｅ３Ｐｔ为ｆｅｅ结构
?Ｆｅ??图１．４无序的Ａ１相（左）及有序的Ｌｌ？相（右）ＦｅＰｔ的结构示意图??图１．４示出ＦｅＰｔ晶体无序相和有序相的结构示意图。如图中所示，当Ｆｅ与Ｐｔ的原??子比在１：?１附近时，主要存在两种相：无序的Ａ〗相以及有序的Ｌｌ〇相。如图１．５的左??图所示，ＡＩ相的ＦｅＰｔ是面心立方结构。在晶格中，Ｆｅ原子和Ｐｔ原子随机占据每个晶??格点，导致Ｆｅ原子和Ｐｔ原子无序排列的结构，其晶格参数为ａ＝０．３８１６?ｍｉｌ??（ＰＤＦ＃２９－０７１８）。而对于Ｌｌ（）相的ＦｅＰｔ，如图１．５中右图所示，其为ｆｃｔ结构。其中，??Ｆｅ原子和Ｐｔ原子交替占据（００１）面的晶格格点，也就是说Ｆｅ原子占据晶格中的所有??顶角以及上下面心的位置，Ｐｔ原子占据四周的４个面心的位置。从ｃ轴的角度来看，Ｆｅ??原子与Ｐｔ原子的交替排列形成了原子级超晶格结构。其晶格常数为ａ＝０．３８５２?ｎｍ，??ｃ＝０．３７１３ｎｍ?（ＰＤＦ＃４３－１３５９）〇??众所周知
【参考文献】：
期刊论文
[1]Au掺杂对L10相FePt纳米颗粒的结构和磁性的影响[J]. 杨景海,姜雨虹. 吉林师范大学学报(自然科学版). 2014(01)
[2]超导量子干涉仪发展和应用现状[J]. 陈林,李敬东,唐跃进,任丽. 低温物理学报. 2005(S1)
[3]纳秒脉冲激光沉积薄膜过程中的烧蚀特性研究[J]. 谭新玉,张端明,李智华,关丽,李莉. 物理学报. 2005(08)
[4]利用[Fe/Pt]n多层膜降低L10-FePt有序化温度[J]. 李宝河,黄阀,杨涛,翟中海,朱逢吾. 物理学报. 2005(04)
[5]磁性氧化铁纳米粒子制备技术的最新进展[J]. 曹建新,张煜,聂登攀. 现代机械. 2003(04)
[6]高温超导量子干涉磁强计的发展现状及其应用[J]. 马平,杨涛,谢飞翔,聂瑞娟,刘乐园,王守证,戴远东,王福仁. 现代仪器. 2001(05)
[7]KTN薄膜脉冲激光沉积过程的机理研究[J]. 李智华,张端明,陈中军,黄明涛,关丽,钟志成,李国栋. 物理学报. 2001(10)
博士论文
[1]非磁性金属纳米颗粒膜的微观结构和电输运性质[D]. 武雅楠.天津大学 2014
[2]激光沉积TiO2基复合薄膜及其光学特性[D]. 龙华.华中科技大学 2008
[3]L10-FePt的结构和性能研究[D]. 胡学让.清华大学 2009
[4]L10 FePt基磁记录介质材料的研究[D]. 查超麟.复旦大学 2006
[5]氧化物铁电薄膜生长与界面控制方法研究[D]. 魏贤华.电子科技大学 2005
硕士论文
[1]关于FePt纳米团簇的结构、磁性、电子性质、以及催化性能的第一性原理研究[D]. 杜晓丽.北京化工大学 2014
[2]Pb、Sb纳米颗粒掺杂钠硼硅玻璃的三阶光学非线性研究[D]. 罗洪艳.温州大学 2013
[3]高（001）取向生长的L10-FePt薄膜的制备及表征[D]. 陈芳慧.吉林师范大学 2012
[4]GaN ECR-PEMOCVD生长表面RHEED图像研究[D]. 郎佳红.大连理工大学 2004
本文编号：3350482
【文章来源】：中国工程物理研究院北京市
【文章页数】：98 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２矫顽场随材料尺寸的变化１１５１??１．２?ＦｅＰｔ纳米磁性材料??
?Ａｔｏｍｉｃ?Ｐｅｒｃｅｎｔ?Ｐｌａｔｉｎｕｍ?ｐｔ??图１．３Ｆｅ－Ｐｔ二元平衡相图１２５１??１．２．１?ＦｅＰｔ合金简介??Ｆｅ原子和Ｐｔ原子可以通过相互扩散形成连续固溶体，图１．３为Ｆｅ－Ｐｔ的二元平衡相??图。从图中可以看出，随着Ｐｔ原子比例及温度的变化，ＦｅＰｔ合金可以形成多种结构。??而根据相图可以看出，ＦｅＰｔ合金的形成过程时置换型的固溶体互溶的过程。ＦｅＰｔ合金主??要有三种结构：Ｆｅ３Ｐｔ、ＦｅＰｔ以及ＦｅＰｔ３。这三种结构都可以通过改变成分比例以及温度，??在无序相及有序相之间相互转换。所谓的无序相，就是Ｆｅ或Ｐｔ原子随机占据晶格中的??各个各点，而有序相则是Ｆｅ原子与Ｐｔ原子按一定顺序排列，从而形成原子尺度上的超??晶格结构。这三种结构所对应的无序相均为Ａ１相，其结构为面心立方结构（ｆｅｅ：??ｆａｃｅ－ｃｅｎｔｅｒｅｄ－ｃｕｂｉｃ）。然而它们有序相由于ＦｅＰｔ含量的不同使得其结构与磁性均有很大??的不同。有序相的Ｌｌ２相Ｆｅ３Ｐｔ为ｆｅｅ结构
?Ｆｅ??图１．４无序的Ａ１相（左）及有序的Ｌｌ？相（右）ＦｅＰｔ的结构示意图??图１．４示出ＦｅＰｔ晶体无序相和有序相的结构示意图。如图中所示，当Ｆｅ与Ｐｔ的原??子比在１：?１附近时，主要存在两种相：无序的Ａ〗相以及有序的Ｌｌ〇相。如图１．５的左??图所示，ＡＩ相的ＦｅＰｔ是面心立方结构。在晶格中，Ｆｅ原子和Ｐｔ原子随机占据每个晶??格点，导致Ｆｅ原子和Ｐｔ原子无序排列的结构，其晶格参数为ａ＝０．３８１６?ｍｉｌ??（ＰＤＦ＃２９－０７１８）。而对于Ｌｌ（）相的ＦｅＰｔ，如图１．５中右图所示，其为ｆｃｔ结构。其中，??Ｆｅ原子和Ｐｔ原子交替占据（００１）面的晶格格点，也就是说Ｆｅ原子占据晶格中的所有??顶角以及上下面心的位置，Ｐｔ原子占据四周的４个面心的位置。从ｃ轴的角度来看，Ｆｅ??原子与Ｐｔ原子的交替排列形成了原子级超晶格结构。其晶格常数为ａ＝０．３８５２?ｎｍ，??ｃ＝０．３７１３ｎｍ?（ＰＤＦ＃４３－１３５９）〇??众所周知
【参考文献】：
期刊论文
[1]Au掺杂对L10相FePt纳米颗粒的结构和磁性的影响[J]. 杨景海,姜雨虹. 吉林师范大学学报(自然科学版). 2014(01)
[2]超导量子干涉仪发展和应用现状[J]. 陈林,李敬东,唐跃进,任丽. 低温物理学报. 2005(S1)
[3]纳秒脉冲激光沉积薄膜过程中的烧蚀特性研究[J]. 谭新玉,张端明,李智华,关丽,李莉. 物理学报. 2005(08)
[4]利用[Fe/Pt]n多层膜降低L10-FePt有序化温度[J]. 李宝河,黄阀,杨涛,翟中海,朱逢吾. 物理学报. 2005(04)
[5]磁性氧化铁纳米粒子制备技术的最新进展[J]. 曹建新,张煜,聂登攀. 现代机械. 2003(04)
[6]高温超导量子干涉磁强计的发展现状及其应用[J]. 马平,杨涛,谢飞翔,聂瑞娟,刘乐园,王守证,戴远东,王福仁. 现代仪器. 2001(05)
[7]KTN薄膜脉冲激光沉积过程的机理研究[J]. 李智华,张端明,陈中军,黄明涛,关丽,钟志成,李国栋. 物理学报. 2001(10)
博士论文
[1]非磁性金属纳米颗粒膜的微观结构和电输运性质[D]. 武雅楠.天津大学 2014
[2]激光沉积TiO2基复合薄膜及其光学特性[D]. 龙华.华中科技大学 2008
[3]L10-FePt的结构和性能研究[D]. 胡学让.清华大学 2009
[4]L10 FePt基磁记录介质材料的研究[D]. 查超麟.复旦大学 2006
[5]氧化物铁电薄膜生长与界面控制方法研究[D]. 魏贤华.电子科技大学 2005
硕士论文
[1]关于FePt纳米团簇的结构、磁性、电子性质、以及催化性能的第一性原理研究[D]. 杜晓丽.北京化工大学 2014
[2]Pb、Sb纳米颗粒掺杂钠硼硅玻璃的三阶光学非线性研究[D]. 罗洪艳.温州大学 2013
[3]高（001）取向生长的L10-FePt薄膜的制备及表征[D]. 陈芳慧.吉林师范大学 2012
[4]GaN ECR-PEMOCVD生长表面RHEED图像研究[D]. 郎佳红.大连理工大学 2004
本文编号：3350482
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