研究目的
采用绿色合成方法通过液相激光烧蚀和脉冲激光沉积制备铁掺杂羟基磷灰石薄膜，用于潜在的生物医学应用，并研究沉积温度对薄膜性能的影响。
研究成果
该研究成功展示了一种利用激光辅助液化（LAL）和脉冲激光沉积（PLD）制备铁掺杂羟基磷灰石薄膜的绿色方法。在较高温度（如500°C）下沉积的薄膜致密、结晶良好，仅呈现磁铁矿相并具有超顺磁性，适用于生物医学领域。其多尺度表面粗糙度可能增强生物活性。未来工作应聚焦生物学测试以验证功效。
研究不足
LAL法制备的纳米铁颗粒具有较宽的粒径分布和混合晶相，这可能影响其性能。该研究仅限于体外表征，未考察生物响应及体内长期稳定性。激光参数优化及工业化应用规模放大是潜在的改进方向。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用液相飞秒激光烧蚀法（LAL）无毒性化学试剂制备铁纳米颗粒（FeNPs），继而通过纳秒脉冲激光沉积（PLD）制备薄膜。其原理是为骨科植入物创建具有磁性的生物相容性涂层。
2：样品选择与数据来源：
将纯度99.9%的铁箔在二次蒸馏水中烧蚀产生FeNPs，与市售羟基磷灰石粉末混合形成复合靶材。薄膜沉积于单晶硅衬底上。
3：9%的铁箔在二次蒸馏水中烧蚀产生FeNPs，与市售羟基磷灰石粉末混合形成复合靶材。薄膜沉积于单晶硅衬底上。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：Spectra Physics SpitfirePro钛宝石激光器（波长800nm，脉宽120fs，重复频率1kHz，能量3mJ）、倍频Nd:YAG脉冲激光器（波长532nm，脉宽10ns，重复频率10Hz，能量密度37J/cm2）、静水压机（10吨）、真空腔室（工作压强4×10??Pa）、配备光谱仪和ICCD的光学发射光谱装置、透射电镜（HRTEM Fei-TECNAI G2 20 TWIN）、X射线衍射仪（X-Perth-Pro Philips）、显微拉曼（Jobin-Yvon Horiba LabRam）、傅里叶变换红外光谱仪（Jasco FT-IR 460 Plus）、扫描电镜（Philips-FEI ESEM XL30）、原子力显微镜（Park System XE 120）、超导量子干涉仪磁强计（Quantum Design）。材料包括铁箔（Aldrich）、羟基磷灰石粉末（Sigma-Aldrich）、二次蒸馏水、硅衬底（Goodfellow）。
4：0）、原子力显微镜（Park System XE 120）、超导量子干涉仪磁强计（Quantum Design）。材料包括铁箔（Aldrich）、羟基磷灰石粉末（Sigma-Aldrich）、二次蒸馏水、硅衬底（Goodfellow）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过聚焦飞秒激光于水下铁箔实施LAL，离心收集FeNPs。将复合靶材压制后，在真空腔室中采用纳秒激光进行PLD，衬底温度分别设定为室温、300°C和500°C，持续4小时。表征手段包括TEM、XRD、拉曼、FT-IR、SEM、AFM及磁学测量。
5：数据分析方法：
采用FFT分析TEM图像、玻尔兹曼图分析等离子体温度，以及统计方法分析表面粗糙度和磁学特性。
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获取完整内容-
TEM
HRTEM Fei-TECNAI G2 20 TWIN
Fei
Used for high-resolution transmission electron microscopy to study nanoparticle size and crystalline phases.
-
FT-IR interferometer
FT-IR 460 Plus
Jasco
Used for Fourier-transform infrared spectroscopy to study chemical bonds.
-
SEM
ESEM XL30
Philips-FEI
Used for scanning electron microscopy to study film morphology.
-
Hydroxyapatite powder
Reagent grade
Sigma-Aldrich
Used to mix with FeNPs for the composite target.
-
Spectra Physics SpitfirePro Ti:Sapphire laser
SpitfirePro
Spectra Physics
Used for femtosecond laser ablation in liquid to produce iron nanoparticles.
-
Nd:YAG pulsed laser
Doubled Nd:YAG
Not specified
Used for nanosecond pulsed laser deposition of thin films.
-
Hydrostatic press
Not specified
Not specified
Used to press the composite target into a pellet.
-
XRD
X-Perth-Pro
Philips
Used for X-ray diffraction analysis to investigate phase composition.
-
Micro-Raman spectrometer
LabRam
Jobin-Yvon Horiba
Used for micro-Raman spectroscopy to analyze crystalline phases.
-
AFM
XE 120
Park System
Used for atomic force microscopy to measure surface roughness.
-
SQUID magnetometer
Not specified
Quantum Design
Used for magnetic characterization of samples.
-
Fe foil
Not specified
Aldrich
Used as the target for laser ablation in liquid.
-
Silicon substrate
Si (100)
Goodfellow
Used as the substrate for film deposition.
-
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