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近年来新型磁性纳米材料的研究非常引人注目。磁性纳米材料在提供磁场、能量转换、传感器、励磁与数据存储器件等方面已经得到了应用,特别是用于超高密度存储的新型低维纳米材料和结构的研究在国际上逐渐成为热点,作为非连续记录介质的纳米线阵列和量子点阵列很有希望成为下一代的垂直磁记录介质。
本论文主要是在氧化铝模板两次氧化法的基础上,采用特殊的电化学方法,处理孔洞底部的阻挡层结构,用得到的具有特殊结构的新型多孔阳极氧化铝模板,辅助制备具有特殊结构的磁性纳米材料,用多种表征方法研究具有多重分叉结构的新型三维纳米材料和可作为超高密度存储材料的Fe—Pt纳米颗粒阵列材料。
在氧化铝模板制备过程中,我们采用了一种特殊的逐步恒流法来处理二次氧化后的阻挡层,可控地制备出一种具有三维分叉亚结构的磁性纳米线材料,并且结合电化学数据提出了该结构产生的机制。考虑到自组织磁性阵列(SOMA)在高温退火后出现的烧结现象,还有基于多孔氧化铝模板电化学合成的图形化磁性存储介质(Patterned Media)的尺寸问题,我们将新型模板应用到电化学合成Fe—Pt纳米颗粒阵列的热处理过程中,特别是阻挡层亚结构中的纳米孔洞的尖端孔径可以达到10 nm以下。我们成功地在孔洞尖端处直接沉积出磁性金属纳米颗粒,这种纳米颗粒阵列即达到了SOMA中纳米颗粒的尺度要求,又可以利用氧化铝模板较好的热稳定性解决热处理过程中颗粒间的烧结现象,在磁性高密度存储以及纳米颗粒材料的热处理领域提供了一种新的思路和方法。
除此之外,我们还对这种新型模板在其他材料和结构上做了一些创新性的研究,在光电材料,催化材料以及生物材料方向一定还有着更加广泛的应用空间。