триці мезопористого діоксиду кремнію, отриманих УФ-опроміненням у вакуумі (а) і додаткової кристалізацією при температурі 375 ° С (b )
наноматериал нанореактор синтез
Особливий інтерес представляє синтез одновимірних наночастинок з використанням плівок мезопористого діоксиду кремнію, зокрема магнітних нанокомпозитів для виготовлення запам'ятовуючих пристроїв з надвисокою щільністю запису інформації.
В останні роки у зв'язку з бурхливим розвитком інформаційних технологій з'явилася необхідність зберігання і обробки величезних обсягів інформації, що зажадало створення нових пристроїв з надвисокою щільністю запису. Для цих цілей були розроблені принципово нові магнітні матеріали з прецизійними властивостями і нелінійними магнітними характеристиками.
Згідно з літературними даними, найбільш перспективними магнітними матеріалами для створення пристроїв зберігання інформації є феромагнітні однорозмірних структури. Однак матеріали, отримані на основі наночасток сферичної форми, володіють малими значеннями температур блокування і практично нульовий коерцитивної силою при кімнатній температурі, тому було запропоновано використовувати анізотропні наночастинки.
Іншою важливою вимогою до магнітних матеріалами на основі наночасток є умова жорсткого «закріплення» намагнічених наночастинок в деякій матриці для запобігання їх переміщення, агрегації і хімічної взаємодії. Цього можна добитися, синтезуючи магнітні наночастинки в нанореакторах. Використання таких частинок замість металевих сплавів дозволяє обійтися без захисного шару на магнітному носії інформації і тим самим підвищити роздільну здатність голівки, що зчитує.
Перспективи використання магнітних нанокомпозитів, отриманих на основі епітаксійних плівок мезопористого SiO 2, в якості запам'ятовуючих пристроїв з надвисокою щільністю запису. Відомо, що мезопористий SiO 2 утворює епітаксіальні плівки на ряді підкладок. Виявилося, що при введенні магнітного матеріалу (наприклад, заліза) в об'єм пор утворюється впорядкована система магнітних наночастинок діаметром у кілька нанометрів і завдовжки порядку сотень нанометрів (рис. 10).
Рисунок 10 - Схема формування епітаксійних плівок нанокомпозитів Fe/SiO 2 для використання в якості пристроїв з надвисокою щільністю запису
Такі частинки ізольовані один від одного стінками діоксиду кремнію, тому обмінні взаємодії між ними досить малі. Іншим позитивним моментом є їх геометрична анізотропія, яка дозволяє стабілізувати магнітний момент окремої частки і збільшити коерцитивної силу. Слід відзначити і ще одна перевага - система магнітних частинок в мезопористого оксиді кремнію повторює розміри, форму і розташування пір, а отже, є впорядкованою, що дозволяє точно позиціонувати прочитує головку (в якості якої може бути використана голка магнітно-силового мікроскопа) при зчитуванні і запису інформації [2].
. 2.4 мезопористого алюмосилікати
Перспективними матрицями для отримання нанокомпозитів є мезопористі матеріали на основі діоксиду кремнію з упорядкованим розташуванням пір, у структурі яких частина атомів кремнію заміщена атомами алюмінію. Часткове заміщення атомів Si на атоми А1 в структурі діоксиду кремнію створює негативний заряд на матриці, пропорційний кількості введеного алюмінію. В якості позитивно заряджених протиіонів, розташованих усередині пір, можуть виступати катіони перехідних металів, кількість яких можна контролювати, змінюючи вміст алюмінію в матриці. Відновлення катіонів перехідних металів дозволяє отримувати нанокомпозити з заданим вмістом металевої фази в алюмосилікатної матриці.
Подальше застосування алюмосилікатів для отримання ниткоподібних наночастинок перехідних металів показало, що морфологія наночастинок у зразках залежить від співвідношення Si: Аl в алюмосилікатних матрицях. При використанні алюмосилікатних матриць з невеликою кількістю алюмінію ( lt; 10 мол.%) Вдалося отримати нанокомпозити, що містять ниткоподібні частинки. У матрицях з великим вмістом алюмінію формувалися не тільки нанонити, але й сферичні частинки розміром 3-10 нм, при цьому загальна кількість перехідного металу в нанокомпозит зменшувалася. На думку авторів, це пояснюється формуванням полігідроксокомплексов алюмінію, які блокують пори і перешкоджають впровадженню іонів металів.
. 3 Отримання наночасток в двовимірних нанореакторах
Нанореактор, 2D (англ. nano-reactor, 2D) - різновид нанореактора, розміри якого по одному з вимірів не перевищують 100 нм, а по двох інших - істотно більше.
Найбільш відомими класами речовин, використовуваних як 2D-нанореакторов, є шаруваті подвійні гідроксиди та різні похідні графіту. На відміну від 1D- і...
