Synchrotron-gestützte Röntgenabsorptionsspektroskopie an geordneten Ensembles größenselektierter, magnetischer Nanopartikel
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im geförderten Projekt wurden auf chemischem Wege präparierte magnetische FePt NT untersucht. Die magnetischen Eigenschaften der Nanoteilchen sind mittels synchrotron-gestützter Spektroskopie (XAS, XMCD) untersucht worden. Dazu wurden Teilchen (2-11 nm) mit Hilfe der mizellaren Technik präpariert und mit ligandenstabüisierten FePt verglichen. Es konnte klar gezeigt werden, dass die Liganden nicht vor Korrosion der Teilchen schützen. Nach dem Entfernen der Liganden konnten die Nanoteilchen erstmalig mit Hilfe eines Wasserstoffplasmas in situ in den rein metallischen Zustand reduziert und spektroskopiert werden. So konnte nun der Phasenübergang in die chemisch geordnete Llo Phase studiert werden. Die auftretende Aggregation von kolloidalen Teilchen durch Anlassen bei T = 600°C wurde das Entfernen der Ligandenhülle stark unterdrückt, wenn auch nicht ganz verhindert. Die mizellaren Teilchen mit größerem Abstand konnten hingegen bei Temperaturen bis 800°C ohne Aggregation oder Ostwald-Reifung in die hochanisotrope Phase überfuhrt werden. Jedoch wurde der Volumenwert der magnetokristallinen Anisotropie auch durch längeres Tempern nicht erreicht. Die Ursache hierfür zu finden ist Gegenstand unserer aktuellen Forschung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Enhanced orbital magnetism in Fe50Pt50 nanoparticles, C. Antoniak, J. Lindner, M. Spasova, D. Sudfeld, M. Acet, M. Farle, K. Fauth, U. Wiedwald, H.-G, Boyen, P. Ziemann, F. Wilhelm, A. Rogalev, S. Sun, Phys. Rev. Lett. 97, 117201 (2006).
- A micellar approach to magnetic ultra-high density data storage media - extending the limits of standard colloidal methods, Anitha Ethirajan, Ulf Wiedwald. Hans-Gerd Boyen, Birgit Kern, L. Han, Andreas Klimmer, Frank Weigl, Gerd Kästle. Paul Ziemann, Kai Fauth, Cai Jun, Jürgen Behm, Peter Oelhafen, Paul Walther, Johannes Biskupek, Ute Kaiser, Adv. Mater. 19, 406 (2007).
- Electronic and Magnetic Properties of Ligand-Free FePt Nanoparticles, H.-G. Boyen, G. Kästle, F. Weigl, P. Ziemann, K. Fauth, M. Heßler, G. Schütz,BStahl, N. S. Gajbhiye, J. Ellrich, H. Hahn, F. Banhart, M. Büttner, M. G, Garnier, and P. Oelhafen, Adv. Mat. 17, 574 (2005).
- From Colloidal Co/CoO Core-Shell Nanoparticles to Arrays of Metallic Nanomagnets: Surface Modification by Plasma Processing and its Impact on Magnetic Properties, V. Wiedwald. K. Fauth, M. Heßler, H.-G, Boyen, F. Weigl, M. Hilgendorff, M. Giersig, G. Schütz, P. Ziemann, and M. Farle, ChemPhysChem 6, 2522 (2005).
- Lowering of the I/o ordering temperature of FePt nanoparticles by He+ ion irradiation, Ulf Wiedwald, Andreas KHmmer, Birgit Kern, Luyang Han, Hans-Gerd Boyen, Kai Fauth, Paul Ziemann, Appl. Phys. Lett. 90, 062508 (2007).
