不同方法制备一维磁性纳米线阵列及其结构表征与性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiba00
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从纳米电子器件传感器,高密度数据存储器到控制药物传送和癌症的诊断与治疗的材料方面,纳米结构的磁性材料具有很广泛的应用前景。其中像纳米线、纳米管和纳米棒这样的一维纳米材料在互联和功能模块方面吸引了科学家极大的兴趣。本文通过多种方法在多孔阳极氧化铝模板内成功制备了多种一维纳米线阵列,并对这些纳米线阵列进行了许多形貌特征、微观结构及相关性能的表征、测试和分析。主要内容如下:  (1)采用无电沉积法,尺寸可控的磁性铁纳米线阵列被成功沉积在氧化铝模板中。实验中运用了一种简便的方法成功腐蚀并贯通模板底部的绝缘的阻碍层。所制备的铁纳米线阵列的微观形貌和晶体结构被用场发射扫描电子显微镜,原子力显微镜和X射线衍射仪来表征。样品的穆斯堡尔谱测试表明纳米线是由铁磁性的小颗粒所组成的。运用超导量子干涉仪所测的样品的磁性能的结果表明铁纳米线阵列具有明显的磁各向异性,并且易磁化轴方向平行于纳米线的轴线方向。  (2)采用电化学沉积法成功制备了镍纳米线阵列。镍纳米线阵列被用 X射线衍射仪、场发散扫描电子显微镜、透射电子显微镜和综合物理性能测试仪等仪器进行表征和测试。结果表明多晶的镍纳米线阵列具有明显的各向异性,易磁化轴方向平行于纳米线的轴线方向。对其温度-磁性关系测量可得,样品的居里温度随着纳米线直径的减小而减小,并很好地符合尺寸效应理论,对其拟合可得尺寸效应理论中的两个常数分别为λ=0.926和ζ0=17.35埃。这些拟合常数很接近于零维的纳米颗粒的和二维纳米薄膜的结果。  (3)采用负压抽滤的方法在氧化铝模板中成功地制备了四氧化三铁纳米线阵列,这种方法简单方便易于操作,具有开创性。因此也为其它许多材料的制备提供了思路和方法。所制得的纳米线尺寸均匀,并具有很强的铁磁性。这些性能使得所制备的纳米线可以被应用于高密度磁存储媒体中。
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