Obtenção de sistemas binários auto-organizados de nanopartículas de FePt ou CoPt multipóides e MnO esférico visando a síntese de membranas do tipo superredes para gravação magnética de ultra-alta densidade

Resumo

Nanopartículas (NP) ferromagnéticas metálicas em sistemas auto-organizados vem recebendo grande atenção como potenciais candidatos a aplicações em gravação magnética de ultra-alta densidade (UHMR). Entretanto, a aplicação dessas NP tem sido limitada devido aos problemas decorrentes da falta de alinhamento magnético, pois os eixos de fácil magnetização de NP esféricas são orientados randomicamente nas três direções quando o sistema é auto-organizado sobre o substrato. Com o intuito de superar essas limitações, foram desenvolvidos métodos de sínteses de NP de FePt de fase cúbica (fcc) com formas alongadas, porém, o recozimento necessário para a transformação da fase fcc para fase tetragonal fct, o qual possui características ferromagnéticas, resulta na sinterização e na perda de forma. O estado da arte atual mostra que muito esforço tem sido dedicado à busca de soluções para os três principais problemas envolvendo a obtenção da próxima geração de mídias magnéticas, a saber: (i) sinterização das NP individuais que compõem a mídia, (ii) manutenção de posicionamento bem definido numa estrutura 2D com ordem a longas distâncias e (iii) obtenção de alinhamento magnético de forma a permitir a manufatura de mídias perpendiculares de ultra-alta densidade de gravação. Mais recentemente, arranjos com manutenção do posicionamento das NP em longas distâncias em 2D foram relatados através da co-organização de FePt e MnO em superredes do tipo NaCl com arranjos binários (BNSL, do inglês, Binary Nanocrystal Superlattice). Tais arranjos são obtidos na forma de membranas utilizando uma técnica recentemente desenvolvida denominada de organização interfacial líquido-ar e controlando-se a proporção de NP de FePt/MnO. Tratamento térmico das membranas do tipo BNSL a 650 °C, preserva a estrutura ordenada resultando em membranas ferromagnéticas com coercividade tão elevada como 5 kOe à temperatura ambiente. Entretanto, o problema com o alinhamento magnético ainda se mantém recorrente gerando dificuldades para a obtenção de sistemas que possibilitem a manufatura de mídias de gravação de ultra-alta densidade. Nosso grupo de pesquisa possui experiência na preparação de NP aciculares de FePt, bem como na preparação de NP de MnO. Dessa forma, neste projeto de mestrado, vinculado ao projeto Jovem Pesquisador (Proc. FAPESP 07/07919-9) "Nanocristais magnéticos coloidais: obtenção de nanoesferas, nanofios e nanobastões auto-organizados e funcionalizados com macromoléculas para aplicação em gravação magnética avançada, biotecnologia e biomedicina", se propõe utilizar o conhecimento adquirido na preparação desses sistemas e combiná-los através da técnica de auto-organização interfacial líquido-ar para a obtenção de superredes com estrutura do tipo NaCl. Posteriormente, esse sistema será recozido em temperaturas ao redor de 600-650 °C para a formação de superredes contendo NP aciculares de FePt. Espera-se com esse procedimento, manter o ordenamento a longas distâncias, assim como evitar a sinterização das nanopartículas tal como observado em trabalhos envolvendo NP esféricas. Sobretudo, espera-se que com a presença de NP aciculares, as mesmas mantenham o ordenamento do eixo longitudinal devido à formação da superrede e, dessa forma, possa minimizar ou mesmo resolver o problema do ordenamento magnético.