奈米微粒Nanoparticle

 

 

 

我們以化學方法合成磁性奈米微粒，本實驗室目前有三個主要方向，尺寸效應研究以及成分效應研究。在材料部分以合金材料為主軸。

 

一、尺寸效應研究
   

我們以化學方法合成鐵鉑合金奈米微粒( FePt)，利用多元醇反應 ( polyol reaction)，經過鐵的前驅物( Fe(CO)5) 熱裂解與鉑的前驅物 (Pt(acac)2­) 還原合成鐵鉑合金奈米微粒。化學方法合成的優勢在於製程成本較低，且尺寸較易控制，藉由調變合成參數，例如: 界面活性劑、加熱時間以及加熱溫度，來改變微粒尺寸。排列有序的鐵鉑奈米微粒可應用在磁性記錄媒體。FePt奈米微粒尺寸會隨著界面活性劑的濃度不同而改變，當界面活性劑的濃度愈大，可得到大尺寸的FePt 奈米微粒

 

  
圖一、ratio=5, size=3.1 nm            

 

圖二、ratio=12, size=5.2 nm
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖三、奈米微粒之大小會隨著界面活性劑之濃度愈濃而愈大

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖四、FePt 奈米微粒愈大、經高溫退火後，可得到較大之矯頑場

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、成分效應研究

 

鐵鉑合金的序化度會影響其磁性質，而序化度和合金成分有密切關係。我們想要藉由第三元素的參雜，研究成分和磁性質之關係。我們選用錳(Mn)元素為第三元素，隨著錳含量的增加，鐵鉑合金的序化度和磁性質大幅提高。推究其原因，錳的添加會產生鐵鉑合金的局部應力，此局部應力可幫助鐵鉑合金之序化。

 

 

 

 

 

 

 

圖五、自組裝排列之(Fe54Pt46)95Mn5奈米微粒，微粒尺寸約3.9nm。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖六、經退火後(Fe54Pt46)95Mn5奈米微粒之磁至滯曲線

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖七、序化度和矯頑場會隨著Mn參雜進入FePt的含量而改變。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

參考資料:
1. C.H. Ho and C. H. Lai, J. Appl. Phys, 97, 10J314 (2005).