铁铂纳米棒阵列的可控制备、磁性调节及向超顺磁粒子的转化研究

In this project, the controlled fabrication, magnetic anisotropy as well as magnetic coupling effect in FePt nanorod arrays will be investigated systematically. Firstly, highly ordered porous anodic alumina (PAA) templates with a widely tunable pore sizes will be synthesized using a three-step anodization method. Subsequently, FePt nanorod arrays with various aspect ratio and composition will be prepared using PAA template-assisted electrochemical deposition method. The physical property measurement system (PPMS) will be employed to study the influence of aspect ratio and composition onto the magnetic properties of FePt nanorod arrays. In addition, magnetic anisotropy as well as magnetic coupling effect in a single FePt nanorod will be demonstrated by magnetic force microscopy (MFM) measurements. Meanwhile, high yield、high quality production of supermagnetic FePt nanoparticles will be realized by ultrasonic treatments.

在本项目中，我们将系统研究铁铂纳米棒阵列的可控制备、纳米棒阵列的磁各向异性及磁耦合效应。首先我们拟以三步阳极氧化法制备不同孔径的高度规整的多孔阳极氧化铝（PAA）模板，并以此模板为辅助采用电化学沉积法制备长径比和化学组成精确可控的铁铂纳米棒阵列；通过物理性能测试系统（PPMS）研究长径比及化学组成对纳米棒阵列磁学性能的影响；进一步使用磁力显微镜（MFM）研究单根纳米棒揭示其磁各向异性和磁耦合效应；并通过超声处理得到高产率和高质量的超顺磁铁铂纳米粒子。

近期，多嵌段纳米棒由于其优异的性能引起了大家的广泛的关注。在本项目中，我们系统研究了金-铁铂-金纳米棒阵列的可控制备及等离激元耦合效应。首先我们通过三步阳极氧化法制备了孔径连续可调且高度规整的多孔阳极氧化铝（PAA）模板，并以此模板为辅助采用电化学沉积法制备了长径比和化学组成精确可控的金-铁铂-金纳米棒阵列，尤其是通过将铁铂嵌段的长度控制在10 nm 以内来实现相邻金段间的强耦合作用，并通过物理性能测试系统（PPMS）和紫外-可见-红外光谱系统研究了金-铁铂-金纳米棒阵列的等离激元耦合效应。另外，我们创新地开发了一种以PAA模板为辅助，在表面张力诱导下使不同种类、形状，尺寸的胶体粒子在PAA模板中有序地集成的普适方法。此方法具有快速，集成面积大，集成率高，粒子密度高，低成本等优点。我们系统表征了集成体系的结构，讨论了影响集成效果的因素，测试了金纳米球集成体系的光学性质，分析了集成体系中结构参数对其光学性质的影响，揭示其间的相互作用以及结构色产生的原因。发现了金纳米球集成体系的二次谐波转换效应，期待其在二阶非线性光学领域中的应用。