康斯坦茨大学合成铕（II）氧化纳米颗粒的技术

发布时间：2017/11/30 0:04:19

康斯坦茨大学合作研究中心CRC1214设计了一种用于生产铕（II）氧化物纳米颗粒的技术。二价铕氧化物或EuO纳米颗粒都是铁磁半导体，可用于数据传输与存储。

在过去的十年里，铁磁半导体引起研究人员的广泛关注。这些材料的功能性特点使其应用于自旋电子学或自旋电子学领域。自旋电子学对于存储和传输信息非常重要。作为跨学科合作伙伴关系的一部分，康斯坦茨大学的科学家成功地设计了生产EuO纳米颗粒的技术，EuO纳米颗粒也是一种特性很好的铁磁半导体。该团队还强调，纳米粒子的结构使其具有磁性特征。该合作项目的成果已经于2017年11月20日发表在科学期刊《先进材料》上。

康斯坦茨大学的Sebastian Polarz教授（无机化学）领导的研究小组，Mikhail Fonin教授（实验物理学）和Ulrich Nowak教授（理论物理学）以及莱布尼兹固体研究所的电子显微镜组、康斯坦茨大学合作研究中心（SFB）以及由Axel Lubk博士领导的德累斯顿国家和材料研究所（IFW Dresden）将各向异性粒子作为构建模块：剪裁形状，构建了相互作用和结构的框架。

该论文的*作者，功能无机材料研究组成员，研发纳米颗粒的成员Bastian Trepka说：“如果没有这些研究小组的合作，我们不可能取得这些成果。”

磁性和各向异性纳米颗粒的特性一直是SFB A5研究项目的重点，其中各向异性表示电子、光学特征、磁性特征以及形状在颗粒的所有空间方向上都不相同。这就能够分析纳米结构材料的新的、增强的特性，以及由各向异性带来的附加特性。

利用铁磁半导体如铕（II）氧化物合成纳米颗粒非常困难，特别是在各向异性的铁磁半导体中。*重要的是，我们预期新的、非同寻常的特性颗粒应该也是各向异性的。

“研究目的在于加深我们的理解，以便可以根据需要调整和检测纳米系统的属性。” Bastian Trepka 说。

研究人员采用他们研发的独特技术，成功地合成了具有各向异性的高质量EuO纳米颗粒，用于检测结构属性的效果。

此项技术主要取决于两步程序。在*阶段中，合成由无机和有机组分组成的各向异性的混合材料。在随后的阶段，使用铕蒸气处理上一步的杂化材料。*终，材料通过化学方法转化为EuO。并且，纳米颗粒是管状的。

“这种方法很有趣，因为它不受管状形式限制。生产棒状也是可以的。” Bastian Trepka谈到。

此外，科学家成功地证明，铕（II）氧化物半导体的磁性是由其纳米结构的形状造成的，即其各向异性。随后对材料进行处理以反证这一结论，结果管状消失，导致了不同的特征。“实验中物理学家进行了测量，证实了理论物理学家模拟的结果。这使得我们产生如何用这种结构赋予材料这种特殊磁性行为的想法，”Trepka说。

“我们的过程真正特别的是结构控制和化学转化的分离。通过过程控制影响形状，我们可以从相同的材料获得不同的形状。这样我们将始终使材料呈现我们所需要的形状。” Bastian Trepka说。

考虑到氧化铕（II）是一种保持结晶方向的拓扑结构的纳米转化，也就是说即使在处理后也保留了其管状外形。Bastian Trepka指出氧化铕（II）是一种具有各种性能的智能材料。而且，它晶体结构简单。我们可以解释性质的变化，引导合成预先确定的晶体结构。这对于目前的基础研究来说是*佳方案。

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