[发明专利]一步合成面心四方结构FePt纳米粒子的方法及其产品

说明书

【技术领域】

本发明属于纳米技术领域。更具体地，本发明涉及一种一步合成面心四方结构FePt纳米粒子的方法，还涉及采用所述方法制备得到的面心四方结构FePt纳米粒子。

【背景技术】

磁性存储发展至今天，人们对其性能尤其是记录容量提出了越来越高的要求。从最初的温彻斯特硬盘，到后来的磁阻磁头、巨磁阻磁头，再到后来的AFC(反铁磁性耦合)存储介质，磁性存储材料记录密度需要不断提高才能满足人们日益增长的需求。为此，美国硬盘制造商希捷公司提出自组织磁性纳米阵列研究，预计其存储密度将达到50T bit/平方英寸，即磁存储介质的理论极限。相对于众多磁存储材料而言，硬磁相的面心四方结构FePt合金，即fct相，拥有最高的磁晶各向异性常数(Ku＝7×10⁶焦耳/立方米)，同时拥有高矫顽力。因而它非常抗热扰动，是最稳定的磁记录材料。人们普遍认为，它是继现行硬盘材料CoCrPtAu之后的下一代硬盘磁存储材料。

自从2000年IBM华盛顿研究组孙守恒成功用高温有机方法合成自组装纳米磁性FePt阵列以来，后续的研究直到今日就没有停止过。该方法是首先在某些沸点不高的有机溶剂中，合成出化学无序fcc相FePt，再经过通常在高于550℃，甚至高于600℃或700℃的温度下的高温退火，使FePt由fcc相转变为fct相。在高温退火的同时，通常会使纳米颗粒发生不期望的颗粒团聚。为了避免纳米颗粒的团聚，不少研究小组采取掺杂的方法，例如用Au、Ag、Sb等金属掺杂FePt，由于掺杂元素的存在，可以使达到相同相变程度所需的退火温度降低，从而在一定程度上改善了颗粒团聚，然而，这种方法还需要将这个退火温度达到最少400℃，不仅如此，在这种退火温度下得到的纳米颗粒依然存在一定程度的团聚。为了从根本上解决这个问题，国际上一些研究小组提出了克服这种技术缺陷的设想，即一步化学反应合成fct相FePt，但目前获得的纳米粒子相变不充分，且矫顽力不高。为此，本发明人经过大量试验研究，终于完成了一步合成fct相纳米颗粒的方法，这种方法不需要采用任何方式的高温退火处理，且颗粒相变程度高、具有相当高的矫顽力。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的一个目的是提供一种一步合成面心四方结构FePt纳米粒子的方法。

本发明的另一个目的是提供采用所述方法制备得到的面心四方结构FePt纳米粒子。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种一步合成面心四方结构FePt纳米粒子的方法。该方法的步骤如下：

在18-25ml高沸点有机溶剂中，加入0.4-0.6mM乙酰丙酮铂、0.4-0.6mM乙酰丙酮铁、0.3-0.4mM乙酸银、1.4-1.6mM油酸、1.4-1.6mM油胺，混合溶解，再通入惰性气体，以防止反应物氧化，同时有利于除去水蒸气；将整个反应体系加热至沸腾，并保持机械搅拌反应2.5-3.5小时；

然后，将该反应体系冷却至100℃，加入30-50毫升按体积计1∶1的正己烷-乙醇混合液；再装入离心管，以转速3000-5000转/分进行离心分离，移去离心上清液，再往残留物中滴加20-30毫升正己烷，溶解后再加入同体积的乙醇，然后进行离心分离，以同样方式重复操作2-4次；

最后得到分散在正己烷中的残留物，干燥后，再分别采用综合物性测量系统和X射线衍射分析测定其纳米粒子的磁性和结构，确认得到FePtAg纳米颗粒。

根据本发明的一种优选实施方式，所述的高沸点有机溶剂选自十六烷胺、三辛胺或十八烷胺。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的惰性气体选自氮气、氩气或它们的混合物。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述惰性气体的流速是3-10ml/分。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述的反应体系以10-15℃/分进行加热。

根据本发明的另一种优选实施方式，将整个反应体系加热至320℃。

根据本发明的另一种优选实施方式，所述反应体系保持搅拌反应3.0小时。

根据本发明的另一种优选实施方式，该反应体系以20-30℃/分冷却至100℃。

本发明还涉及采用所述方法得到的面心四方结构FePt纳米粒子，其特征在于它的尺寸是5-10纳米。

根据本发明的一种优选实施方式，它的磁性能是矫顽力达4700Oe-7300Oe。

下面将更详细地描述本发明。

本发明涉及一种一步合成面心四方结构FePt纳米粒子的方法。