镍纳米线阵列的生长动力学及磁性研究

《镍纳米线阵列的生长动力学及磁性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要金属镍纳米线阵列在垂直磁记录领域具有广阔的应用前景，如何生长高质量的镍纳米线阵列是其应用要解决的关键问题之一。本文采用x．射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)幂fl振动样品磁强计(VSM)开展了镍纳米线阵列电沉积动力学参数、电化学沉积机理、纳米线结构与磁性关系的研究。利用二次阳极氧化的方法在不同腐蚀介质中，制各了不同孔径的多孔氧化铝模板，研究了铝的纯度、抛光、温度、氧化电压等因素对氧化铝模板的孔有序性和孔径大小的影响，发现高纯铝、电抛光、低温和适中的氧化电压有利于提高氧化铝模板的有序性。采用

2、恒电位三电极体系进行电沉积制备镍纳米阵列。研究表明，纳米线的直径与模板纳米孔直径相当，随纳米线的直径由小变大，其结构逐渐由单晶变为多晶。通过研究沉积电流与时间的关系(1-t曲线)，确定了镍纳米线阵列在不同温度下的沉积是一个典型的动力学过程，据此测定了直径为160llm、40nnl、25nln的镍纳米线的表观生长激活能分别为1．26dV、O．71eV和0．25eV。纳米线直径越小，其表观生长激活能越小。通过分析沉积过程的I-t曲线和镍纳米线阵列电极的极化曲线，确定电化学反应步骤为整个电沉积过程的控制步骤；通过测定不同浓度下的阴极极

3、化曲线，计算了沉积过程中交换电流密度，发现了纳米微电极直径减小，交换电流密度增大的动力学规律。通过对电极反应的电子转移数的研究，提出了镍纳米线阵列电沉积反应机理。在上述工作基础上，利用正交实验确定了制备单晶镍纳米线阵列的最佳工艺条件，所制备的直径为40mn的镍纳米线阵列的矫顽力为1036Oe，剩磁比为O．94。发现镍纳米线的直径越小其磁性能越好，当镍纳米线的直径达到15姗时，其矫顽力达到11060e。关键词单晶镍纳米线阵列；表观激活能；电极动力学参数；磁性能燕山大学工学博士学位论文AbstractItisofimportance

4、toimprovethegrowthqualityofthenickelnanowirearraysasithasbroadapplicationsasperpendicularmagneticrecordingmedia．mthepresentwork,themicrostructureandmagneticpropertiesofNinanowirearrayshavebeenstudiedbytheemploymentofanx-raydiffractometer(XRD)，ascanningelectronmicrosc

5、opy(SEM)，atransmissionelectronmicroscopyffeM)，andavibratingsamplemagnetometerⅣSM)measurements．Thekineticparametersduringelectrodepositionprocessandmechanismhavealsobeeninvestigated．Porousanodicaluminiumoxidationtemplateswithdifferentdiametershavebeenpreparedbyatwo—st

6、epanodizationprocessindifferentcorrosivesolution．nlcinfluenceofaluminiumpurity,polishing，temperatureandoxidationvoltageontheorderanddiameterofanodicaluminiumoxidationtemplateswerediscussed．Theresultsshowthatelectropolishedaluminumwithhighpurity,appropriateoxidationvo

7、ltageandlowtemperaturearefavorablefortheorderofanodicaluminiumoxidationtemplates．Ninanowirearrayswerefabricatedbyconstantvoltagedepositionwithastandardthree-electrodeelectrochemicalsystem．Microstructureanalysisindicatesthatthediameterofnanowiresisequaltothenanopores．

8、ThecrystallinestructureofNigraduallychangesfromsinglecrystallinetopolycrystallineastheincreaseofdiameter．Thedepositioncurrent-timer