搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

纳米FePt颗粒:MgO多层复合薄膜的外延生长、微观结构与磁性研究

吴建邦 周民杰 王雪敏 王瑜英 熊政伟 程新路 Marie-José Casanove Christophe Gatel 吴卫东

引用本文:
Citation:

纳米FePt颗粒:MgO多层复合薄膜的外延生长、微观结构与磁性研究

吴建邦, 周民杰, 王雪敏, 王瑜英, 熊政伟, 程新路, Marie-José Casanove, Christophe Gatel, 吴卫东

Epitaxial growth micro-structure and magnetic studies of FePt nanoparticles:MgO multi-layer composite thin films

Wu Jian-Bang, Zhou Min-Jie, Wang Xue-Min, Wang Yu-Ying, Xiong Zheng-Wei, Cheng Xin-Lu, Marie-José Casanove, Christophe Gatel, Wu Wei-Dong
PDF
导出引用
  • 采用脉冲激光沉积法,在MgO(100)面上外延生长了FePt:MgO多层纳米复合薄膜,FePt成分为Fe48Pt52. FePt纳米颗粒周期性嵌埋于单晶MgO外延层中. 原位反射式高能电子衍射分析结果表明,MgO外延层呈层状生长,而FePt纳米颗粒呈岛状生长. 在整个FePt:MgO纳米复合薄膜的生长过程中,成功实现了层状-岛状生长模式的交替控制. 高分辨透射电子显微镜分析结果表明,退火热处理后,结晶完整的L10-FePt纳米颗粒粒径约为5 nm,呈扁平六角形状,在MgO基底上形成逐层排列的纳米点阵. 磁滞回线结果表明,退火后薄膜矫顽力增大,有序度提高,磁性增强.
    The FePt:MgO multi-layer nanocomposite thin films are deposited on MgO (100) substrates by using pulsed laser deposition method. The composition of FePt is Fe48Pt52. FePt nanoparticles (NPs) are embedded in MgO epitaxial layer periodically. The results of in-situ reflection high energy electron diffraction show that MgO epitaxial layers grow into the layer-by-layer mode and FePt NPs grow into the island mode. The alternation of the two growth modes is achieved in the whole deposition process. The high resolution transmission electron microscope results show that the phase of FePt is converted from the disordered face-centered cubic structure into the ordered face-centered tetragonal L10 structure after annealing. The perfect crystalline FePt NPs (around 5 nm in diameter) are flat-hexagonal in shape and array layer by layer on MgO matrix. The M-H loop of the film shows that the ordering degree and magnetism are enhanced after annealing.
    [1]

    Sun S H 2006 Adv. Mater. 18 393

    [2]

    Qu S, Zhang X W, Yin Z G, You J B, Chen N F 2007 Chin. Phys. Lett. 24 3520

    [3]

    Xia A L, Cao J W, Tong L N, Wei F L, Yang Z, Han B S 2007 Chin. Phys. Lett. 24 222

    [4]

    Yin J H, Takao S, Pan L Q 2008 Chin. Phys. B 17 3907

    [5]

    Weller D, Moser A, Folks L, Doerner M E 2000 IEEE Trans. Magn. 36 10

    [6]

    Duan C Y, Ma B, Wei F L, Zhang Z Z, Jin Q Y 2009 Chin. Phys. B 18 2565

    [7]

    Ding Y F, Chen J S, Liu E 2005 Thin Solid Films 474 141

    [8]

    Gao Y H 2011 Chin. Phys. B 20 107502

    [9]

    Zhang L J, Cai J W, Meng F B, Li Y X 2006 Acta Phys. Sin. 55 450 (in Chinese) [张丽娇, 蔡建旺, 孟凡斌, 李养贤 2006 物理学报 55 450]

    [10]

    Li B H, Feng C, Yang T, Zhai Z H, Teng J, Yu G H, Zhu F W 2006 Acta Phys. Sin. 55 2562 (in Chinese) [李宝河, 冯春, 杨涛, 翟中海, 滕蛟, 于广华, 朱逢吾 2006 物理学报 55 2562]

    [11]

    Li B H, Huang F, Yang T, Feng C, Zhai Z H, Zhu F W 2005 Acta Phys. Sin. 54 3867 (in Chinese) [李宝河, 黄阀, 杨涛, 冯春, 翟中海, 朱逢吾 2005 物理学报 54 3867]

    [12]

    Feng C, Li B H, Han G, Teng J, Jiang Y, Liu Q L, Yu G H 2006 Acta Phys. Sin. 55 6656 (in Chinese) [冯春, 李宝河, 韩刚, 滕蛟, 姜勇, 刘泉林, 于广华 2006 物理学报 55 6656]

    [13]

    Li B H, Feng C, Yang T, Zhai Z H, Teng J, Yu G H, Zhu F W 2006 Acta Phys. Sin. 55 2567 (in Chinese) [李宝河, 冯春, 杨涛, 翟中海, 滕蛟, 于广华, 朱逢吾 2006 物理学报 55 2567]

    [14]

    Saito T, Kitakami O, Shimada Y 2002 J. Magn. Magn. Mater. 239 310

    [15]

    Luo C P, Liou S H, Gao L, Liu Y, Sellmyer D J 2000 Appl. Phys. Lett. 77 2225

    [16]

    Takahashi Y K, Homo K 2004 Appl. Phys. Lett. 84 383

    [17]

    Cao J W, Katayama N, Yang Z, Wei F L, Matsumoto M, Morisako A, Liu X X, Takei S 2005 Chin. Phys. Lett. 22 2899

    [18]

    Wu W D, Xu H, Wei S, Tang Y J, Chen Z H 2002 High Power Laser and Particle Beams 14 873 (in Chinese) [吴卫东, 许华, 魏胜, 唐永建, 陈正豪 2002 强激光与粒子束 14 873]

    [19]

    Zuo Y S, Chen W Z, Liang W 2000 Modern Analysis Methods of Materials (Beijing: Beijing University of Technology Press) p212 (in Chinese) [左演声, 陈文哲, 梁伟 2000 材料现代分析方法 (北京: 北京工业大学出版社) 第212页]

    [20]

    Wei X H 2005 Ph. D. Dissertation (Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China) (in Chinese) [魏贤华 2005 博士学位论文 (成都: 电子科技大学)]

    [21]

    Daeweritz L, Noetzel R, Ploog K H 1994 Spectroscopic Characterization Techniques for Semiconductor Technology V (Bellingham: SPIE) p114

    [22]

    Ge F F 2010 Ph. D. Dissertation (Shanghai: TongjiUniversity) (in Chinese) [葛芳芳 2010 博士学位论文 (上海: 同济大学)]

    [23]

    Chen S J, Ge F F, Ma Y J, Wang X M, Chen L Y, Han S J, Zhang H, Wang H B, Tang Y J, Wu W D 2012 J. Wuhan Univ. Technol. (Mater. Sci. Ed.) 26 897

    [24]

    Kang K, Suzuki T, Zhang Z G, Papusoi C 2004 J. Appl. Phys. 95 7273

    [25]

    Suzuki T, Zhang Z G, Singh A K, Yin J H, Perumal A, Osawa H 2005 J. Magn. Magn. Mater. 286 306

    [26]

    Wei D H, You K L, Yao Y D, Chiang D P, Liou Y, Chin T S, Yu C C 2007 J. Magn. Magn. Mater. 310 753

    [27]

    Li X L, Wang F, Jiang F X, Xu X H, Wu H S 2008 J. Univ. Sci. Technol. Beijing 15 173

  • [1]

    Sun S H 2006 Adv. Mater. 18 393

    [2]

    Qu S, Zhang X W, Yin Z G, You J B, Chen N F 2007 Chin. Phys. Lett. 24 3520

    [3]

    Xia A L, Cao J W, Tong L N, Wei F L, Yang Z, Han B S 2007 Chin. Phys. Lett. 24 222

    [4]

    Yin J H, Takao S, Pan L Q 2008 Chin. Phys. B 17 3907

    [5]

    Weller D, Moser A, Folks L, Doerner M E 2000 IEEE Trans. Magn. 36 10

    [6]

    Duan C Y, Ma B, Wei F L, Zhang Z Z, Jin Q Y 2009 Chin. Phys. B 18 2565

    [7]

    Ding Y F, Chen J S, Liu E 2005 Thin Solid Films 474 141

    [8]

    Gao Y H 2011 Chin. Phys. B 20 107502

    [9]

    Zhang L J, Cai J W, Meng F B, Li Y X 2006 Acta Phys. Sin. 55 450 (in Chinese) [张丽娇, 蔡建旺, 孟凡斌, 李养贤 2006 物理学报 55 450]

    [10]

    Li B H, Feng C, Yang T, Zhai Z H, Teng J, Yu G H, Zhu F W 2006 Acta Phys. Sin. 55 2562 (in Chinese) [李宝河, 冯春, 杨涛, 翟中海, 滕蛟, 于广华, 朱逢吾 2006 物理学报 55 2562]

    [11]

    Li B H, Huang F, Yang T, Feng C, Zhai Z H, Zhu F W 2005 Acta Phys. Sin. 54 3867 (in Chinese) [李宝河, 黄阀, 杨涛, 冯春, 翟中海, 朱逢吾 2005 物理学报 54 3867]

    [12]

    Feng C, Li B H, Han G, Teng J, Jiang Y, Liu Q L, Yu G H 2006 Acta Phys. Sin. 55 6656 (in Chinese) [冯春, 李宝河, 韩刚, 滕蛟, 姜勇, 刘泉林, 于广华 2006 物理学报 55 6656]

    [13]

    Li B H, Feng C, Yang T, Zhai Z H, Teng J, Yu G H, Zhu F W 2006 Acta Phys. Sin. 55 2567 (in Chinese) [李宝河, 冯春, 杨涛, 翟中海, 滕蛟, 于广华, 朱逢吾 2006 物理学报 55 2567]

    [14]

    Saito T, Kitakami O, Shimada Y 2002 J. Magn. Magn. Mater. 239 310

    [15]

    Luo C P, Liou S H, Gao L, Liu Y, Sellmyer D J 2000 Appl. Phys. Lett. 77 2225

    [16]

    Takahashi Y K, Homo K 2004 Appl. Phys. Lett. 84 383

    [17]

    Cao J W, Katayama N, Yang Z, Wei F L, Matsumoto M, Morisako A, Liu X X, Takei S 2005 Chin. Phys. Lett. 22 2899

    [18]

    Wu W D, Xu H, Wei S, Tang Y J, Chen Z H 2002 High Power Laser and Particle Beams 14 873 (in Chinese) [吴卫东, 许华, 魏胜, 唐永建, 陈正豪 2002 强激光与粒子束 14 873]

    [19]

    Zuo Y S, Chen W Z, Liang W 2000 Modern Analysis Methods of Materials (Beijing: Beijing University of Technology Press) p212 (in Chinese) [左演声, 陈文哲, 梁伟 2000 材料现代分析方法 (北京: 北京工业大学出版社) 第212页]

    [20]

    Wei X H 2005 Ph. D. Dissertation (Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China) (in Chinese) [魏贤华 2005 博士学位论文 (成都: 电子科技大学)]

    [21]

    Daeweritz L, Noetzel R, Ploog K H 1994 Spectroscopic Characterization Techniques for Semiconductor Technology V (Bellingham: SPIE) p114

    [22]

    Ge F F 2010 Ph. D. Dissertation (Shanghai: TongjiUniversity) (in Chinese) [葛芳芳 2010 博士学位论文 (上海: 同济大学)]

    [23]

    Chen S J, Ge F F, Ma Y J, Wang X M, Chen L Y, Han S J, Zhang H, Wang H B, Tang Y J, Wu W D 2012 J. Wuhan Univ. Technol. (Mater. Sci. Ed.) 26 897

    [24]

    Kang K, Suzuki T, Zhang Z G, Papusoi C 2004 J. Appl. Phys. 95 7273

    [25]

    Suzuki T, Zhang Z G, Singh A K, Yin J H, Perumal A, Osawa H 2005 J. Magn. Magn. Mater. 286 306

    [26]

    Wei D H, You K L, Yao Y D, Chiang D P, Liou Y, Chin T S, Yu C C 2007 J. Magn. Magn. Mater. 310 753

    [27]

    Li X L, Wang F, Jiang F X, Xu X H, Wu H S 2008 J. Univ. Sci. Technol. Beijing 15 173

  • [1] 陆益敏, 汪雨洁, 徐曼曼, 王海, 奚琳. 磁场辅助激光生长DLC膜的微结构及光学性能. 物理学报, 2024, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.73.20240145
    [2] 陆益敏, 黄国俊, 程勇, 王赛, 刘旭, 韦尚方, 米朝伟. 脉冲激光沉积无氢钨掺杂类金刚石膜的摩擦与机械性能. 物理学报, 2021, 70(4): 046801. doi: 10.7498/aps.70.20201505
    [3] 杨培棣, 欧阳琛, 洪天舒, 张伟豪, 苗俊刚, 吴晓君. 利用连续激光抽运-太赫兹探测技术研究单晶和多晶二氧化钒纳米薄膜的相变. 物理学报, 2020, 69(20): 204205. doi: 10.7498/aps.69.20201188
    [4] 王伟, 唐佳伟, 王乐天, 陈小兵. 脉冲激光沉积法制备高温压电薄膜0.20 BiInO3-0.80PbTiO3(已撤稿). 物理学报, 2013, 62(23): 237701. doi: 10.7498/aps.62.237701
    [5] 徐韵, 李云鹏, 金璐, 马向阳, 杨德仁. 脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜的低阈值电抽运紫外随机激射. 物理学报, 2013, 62(8): 084207. doi: 10.7498/aps.62.084207
    [6] 周平, 王新强, 周木, 夏川茴, 史玲娜, 胡成华. 第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质. 物理学报, 2013, 62(8): 087104. doi: 10.7498/aps.62.087104
    [7] 李建华, 崔元顺, 曾祥华, 陈贵宾. ZnS结构相变、电子结构和光学性质的研究. 物理学报, 2013, 62(7): 077102. doi: 10.7498/aps.62.077102
    [8] 王淑芳, 陈珊珊, 陈景春, 闫国英, 乔小齐, 刘富强, 王江龙, 丁学成, 傅广生. 脉冲激光沉积温度及氧压对Bi2Sr2Co2Oy热电薄膜晶体结构与电输运性能的影响. 物理学报, 2012, 61(6): 066804. doi: 10.7498/aps.61.066804
    [9] 余本海, 陈东. α-, β-和γ-Si3N4 高压下的电子结构和相变: 第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(19): 197102. doi: 10.7498/aps.61.197102
    [10] 孙光爱, 王虹, 汪小琳, 陈波, 常丽丽, 刘耀光, 盛六四, Woo W, Kang MY. 原位中子衍射研究两相NiTi合金的微力学相互作用和相变机理. 物理学报, 2012, 61(22): 226102. doi: 10.7498/aps.61.226102
    [11] 李世帅, 冯秀鹏, 黄金昭, 刘春彦, 张仲, 陶冶微. Zn1-x-yNaxCoyO薄膜的脉冲激光沉积制备及表征. 物理学报, 2011, 60(5): 057105. doi: 10.7498/aps.60.057105
    [12] 周勋, 杨再荣, 罗子江, 贺业全, 何浩, 韦俊, 邓朝勇, 丁召. 反射式高能电子衍射实时监控的分子束外延生长GaAs晶体衬底温度校准及表面相变的研究. 物理学报, 2011, 60(1): 016109. doi: 10.7498/aps.60.016109
    [13] 季正华, 曾祥华, 岑洁萍, 谭明秋. ZnSe相变、电子结构的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(2): 1219-1224. doi: 10.7498/aps.59.1219
    [14] 李永华, 刘常升, 孟繁玲, 王煜明, 郑伟涛. NiTi合金薄膜厚度对相变温度影响的X射线光电子能谱分析. 物理学报, 2009, 58(4): 2742-2745. doi: 10.7498/aps.58.2742
    [15] 刘 婷, 谈松林, 张 辉, 秦 毅, 张鹏翔. 氧压对SrTiO3和SrNb0.2Ti0.8O3薄膜晶格参数的影响及激光感生热电电压效应. 物理学报, 2008, 57(7): 4424-4427. doi: 10.7498/aps.57.4424
    [16] 明保全, 王矜奉, 臧国忠, 王春明, 盖志刚, 杜 鹃, 郑立梅. 铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的X射线衍射与相变分析. 物理学报, 2008, 57(9): 5962-5967. doi: 10.7498/aps.57.5962
    [17] 刘 震, 王淑芳, 赵嵩卿, 周岳亮. 利用脉冲激光沉积技术在双轴织构的Ni基带上外延CeO2薄膜. 物理学报, 2005, 54(12): 5820-5823. doi: 10.7498/aps.54.5820
    [18] 张可言. 金属材料在中强度激光辐照下的相变速度研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1815-1819. doi: 10.7498/aps.53.1815
    [19] 朱丹丹, 章晓中, 薛庆忠. 用脉冲激光方法在Si(100)上沉积的Cox-C1-x颗粒膜及其磁电阻效 应. 物理学报, 2003, 52(12): 3181-3185. doi: 10.7498/aps.52.3181
    [20] 张端明, 关 丽, 李智华, 钟志成, 侯思普, 杨凤霞, 郑克玉. 脉冲激光制膜过程中等离子体演化规律的研究. 物理学报, 2003, 52(1): 242-246. doi: 10.7498/aps.52.242
计量
  • 文章访问数:  5455
  • PDF下载量:  753
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-26
  • 修回日期:  2014-04-14
  • 刊出日期:  2014-08-05

/

返回文章
返回