Исследователи из Кореи разработали методику получения высокоанизотропных магнитных структур из наночастиц кобальта, основанную на самосборке этих частиц в магнитном поле.
Сферические кобальтовые наночастицы были синтезированы при разложении Co2(CO)8 в присутствии ПАВ. Их диаметр составлял около 10 нм. Далее они были диспергированы в нонане и нанесены на кремниевую подложку, которая была помещена в перпендикулярное магнитное поле. При испарении растворителя на подложке сформировались вытянутые стержни, собранные из наночастиц. В поле 2400 Э толщина образующихся стержней составляет около 130 нм, а длина около 450 нм.
Оказалось, что стержни имеют высокоупорядоченную структуру, в которой наночастицы кобальта образуют гранецентрированную кубическую решетку с параметром около 18 нм. Стержни вытянуты вдоль направления сверхструктуры [110].
Размер и соотношение сторон стержней можно регулировать путем варьирования магнитного поля и начальной концентрации коллоидного раствора. При увеличении концентрации размеры и анизотропия формы стержней растут, увеличение магнитного поля приводит к росту анизотропии. Если поле прикладывать вдоль подложки, то на ней формируются вытянутые провода.
Магнитные свойства таких структур, как и следовало ожидать, заметно отличаются от свойств неупорядоченных наночастиц. В частности, коэрцитивная сила при 5 К возрастает в 4 раза с 1600 Э до 6400 Э. При комнатной температуре данные измерений почему-то не приводятся, возможно, из-за того, что частицы в таких условиях суперпарамагнитны.
Работа «Highly crystalline anisotropic superstructures via magnetic field induced nanoparticle assembly» была опубликована в журнале Chemical Communications.
