پوشش دهی دیواره نانولوله¬های کربنی با نانوذرات FePt

نانوذرات FePt با فاز L10 و ساختار fct بخاطر داشتن ناهمسانگردی مغناطوکریستالی بسیار بالا، کاندیدای مناسبی برای استفاده در حافظه های مغناطیسی با ظرفیت بسیار بالا می باشند،‌ زیرا با وجود نانومتری بودن، میدان وادارنده بالائی دارند. نانوذرات بدست آمده از واکنش، دارای ساختار fccهستند و در دمای اتاق رفتار سوپر پارامغناطیس دارند. برای انتقال به ساختار fct، گرمادهی در دماهای بالاتر از 550˚C لازم می باشد. اما این عمل سبب بهم پیوستن نانوذرات و افزایش اندازه آنها می گردد. در این کار از نانولوله های کربنی بعنوان یک بستر مناسب برای رشد و گرمادهی نانوذرات تک اندازه تا دمای 800˚C استفاده نمودیم. ابتدا نانوذرات FePt را بر روی نانولوله های عاملدار شده 20-40 nm رشد داده و سپس آنها را در دماهائی بین 550˚C تا 800˚C آنیل می نمائیم. برای عاملدار کردن سطح نانولولهها با گروههای کربوکسیلیک مخلوطی از اسیدهای HNO3 و H2SO4 استفاده گردید. جهت بهبود فرآیند عاملدار کردن، پارامترهای دما و مدت زمان عامل دار کردن مورد بررسی قرار گرفت. نانولوله های عاملدار شده به مدت 4 ساعت در دمای 90˚C بهترین نتایج را نشان دادند. در مرحله بعد نانوذرات Fe100-xPtx به ازای 35≤x˂55 با استفاده از روش پلی یل بر روی سطح نانولوله-های عاملدار رشد یافت. مشاهده شده که با افزایش زمان عاملدار کردن و نسبت جرمی نانوذرات به نانولوله-ها پوشش سطح نیز افزایش می یابد و فرآیند آلتراسونیک سبب یکنواختی پوشش سطح آنها می گردد. نانوذرات سنتز شده حداقل دارای اندازه ای در حدود 2.5 nm بوده و از لحاظ مغناطیسی سوپرپارامغناطیس هستند. برای تغییر ساختار نانوذرات FePt از ساختار fcc به fct، آنیل در دماهای بالاتر از 550˚C بر روی آنها اجرا گردید. با تغییر پارامترهائی چون دما و مدت زمان آنیل سعی گردیده تا بیشینه میدان وادارندگی برای آنها حاصل گردد. نتایج نشان می دهد که نانوذرات حتی بعد از آنیل در دمای 800˚C دارای ابعادی در حدود 7 nm می¬باشند و وادارندگی ای برابر 7kOe حاصل گردید. با افزایش نسبت جرمی FePt/MWCNT، اندازه ذرات بعد از آنیل جداکثر به 10 nm رسیده و وادارندگی آنها به 8 kOe می رسد. نتایج تجربی بطور کامل با نتایج تئوری بدست آمده از مکانیک آماری سازگار است.