磁場下Fe-,3-O-,4- 粒子的合成及其有序組裝.pdf

1、在高密度磁存儲介質、磁流體以及生物醫(yī)學等領域中的巨大應用前景的刺激下，磁性材料的合成研究受到了越來越廣泛的關注。此外，磁性的有序納米結構由于結構單元的空間取向和排列而具有許多嶄新的性質，因此將磁性納米粒子組裝成各種有序結構具有顯著的科學意思和應用價值。特別是單疇的磁性納米粒子二維（2D）或3D的有序陣列所展現(xiàn)在高密度信息儲存方面的特性，使其在越來越受到人們的關注。本論文旨在研究磁場在制備磁性有序材料方面的應用，對磁性納米粒子的組裝有序結

2、構進行了較為深入的探討，在前人的基礎上研究了磁場誘導磁性粒子自組裝的本質，并探索有效的自組裝手段來獲得有序的磁性納米結構。詳細內容歸納如下：
　　 利用水熱、溶劑熱法合成了不同形貌的Fe3O4 粒子，特別是Fe3O4 八面體單晶，并研究了它們的磁性質。在合成Fe3O4 八面體的過程中引入一個外加磁場，成功地觀測到磁場對Fe3O4 八面體的自組裝反應的影響。
　　 在鏈中，F(xiàn)e3O4 八面體主要沿著<111>方向以面對面的

3、形式連接，而并不是兩個易磁化軸<111>和<110>方向機會均等?；趯嶒灲Y果，我們提出了一種理想的生長模型來解釋這種現(xiàn)象。對于有多個易磁化軸的多面體，在磁場下成鏈時，易磁化軸的方向和磁性粒子的形貌共同決定了哪個易磁化軸優(yōu)先取向。這種模型為研究有多個易磁化軸的磁性多面體晶體在磁場下的自組裝行為提供了理論依據。
　　 利用同步輻射實驗室的XAFS 技術觀測到反應中的外加磁場能引起的Fe3O4微結構變化，定性地研究了磁性原子的配位環(huán)

4、境受磁場的影響規(guī)律，為磁學性能的研究提供了理論和實驗依據。從測試結果看，隨著磁場強度的增大，F(xiàn)e(II)-O 鍵的鍵長不變而Fe(III)-O 鍵的鍵長減小，從而使磁交換路徑縮短，最終改變了磁體的磁性。表明磁場可以作為一種手段來調控磁性材料的磁性。如果能在材料合成過程中引入一個強磁場，可以更好地調控材料的結構和性質。總結實驗結果，我們可以定性地認為，磁場對磁性材料的微結構是有影響的，一般體現(xiàn)在金屬與O 原子的配位鍵鍵長的減小。我們認為磁

5、場對磁性弱鍵能小的樣品影響較大；如果能使用強磁場，這種現(xiàn)象會更明顯。
　　 嘗試利用磁場誘導Fe3O4 粒子在合適的AAO 模板上組裝成有序的二維（2D）陣列。目標是在磁場下誘導磁性納米球均勻的分布在模板的表面，每個孔洞填充一個Fe3O4 粒子。當每個Fe3O4 粒子為一個單疇結構時，此2D 磁性納米陣列有望在高密度磁存儲方面應用。實驗結果表明，有大量的粒子填如AAO 模板的孔洞中，但同時還有大量的缺陷，方法有一定地改進空間。在