二维聚合物纳米复合薄膜中零场组装的长磁偶极链

零场下磁性偶极纳米粒子链的存在在理论上已被预测数十年，但这些结构极少被实验观测到。一个先决条件是形成链的粒子具有永久磁矩。本文报道了直径为 12.8 nm 的球形氧化铁纳米粒子的磁偶极链的观测。纳米粒子嵌入超薄聚合物薄膜中。由于聚合物基质的高粘度，主导的聚集机制由偶极相互作用驱动。较小的氧化铁纳米粒子 (9.4 nm) 无永久磁矩，不形成链而呈致密聚集体。不同氧化铁纳米粒子与聚合物在空气-水界面的混合单分子层通过 Langmuir 等温线与原位 X 射线反射 (XRR) 表征。粒子与聚合物结合在空气-水界面形成稳定的聚合物纳米复合薄膜。XRR 实验显示纳米粒子浸没于 3 nm 厚的薄聚合物基质中。利用 Langmuir-Blodgett 薄膜上的原子力显微镜 (AFM)，我们测量了薄膜中粒子的横向分布。对转移薄膜内单个结构的分析所得分形维数与 2D 模拟极为吻合。