低维分子磁体纳米材料制备及的研究论文

《低维分子磁体纳米材料制备及的研究论文》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、幺金丽兰州大学博士学位论文中文摘要近年来，在纳米科学技术蓬勃发展的背景下，低维材料无论是在基础研究方面还是在潜在的应用方面，都吸引了众多的科学工作者的注意。在分子磁体领域中，普鲁士蓝类配合物分子磁体(Ak[S(CN)drnH：O)由于其高度对称的面心立方结构和A、B位阳离子之间的铁磁、反铁磁交换作用类型和交换作用强度可通过改变A、B位阳离子的氧化态和自旋态来调控的优点，在分子磁体领域吸引了广大研究者的兴趣。为了在纳米尺度范围内研究普鲁士蓝类配合物的性质，本文中我们利用三氧化二铝模板法制备了铁铬氰化物分子磁体纳米线阵列

2、，并对其形貌、结构和磁学性质进行了表征。为了在更低的维度下对材料进行研究，我们利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为稳定剂合成了镍铁氰化物、铁铬氰化物和镍铬氰化物分子磁体纳米颗粒，并对其形貌、结构和磁性进行了研究。主要结果如下：1、对于我们以前的工作研究的普鲁士蓝纳米线，Fe2十为低自旋，(s=0)，磁相互作用只能是次邻近的两个妒的反铁磁贡献J0虹)。由于两个Fe3十离子间的距离超过10A，相互作用很弱，所以普鲁士蓝纳米线的磁有序温度很低(￡<5K)，为了提高居里温度，我们用c一替换B位的Fe2+，利用基于氧化铝模板的电化

3、学沉积技术成功地制备了直径分别为100和50纳米铁铬氰化物分子磁体纳米线阵列。结构研究结果表明纳米线为面心立方结构，其中A位Fe2+离子处在高自旋态自旋数为s=2，B位c一离子处在低自旋态自旋数为S=3／2。磁性研究结果表明铁铬氰化物分子磁体纳米线在居里温度以下产生磁有序且磁有序来源于Fc2+离子与c，离子之间的铁磁相互作用。直径为50纳米的纳米线的居里温度为21K比较普鲁士蓝纳米线确实有所提高。2、为了在更低的维度下对普鲁士蓝类配合物分子磁体进行研究，我们利用聚乙烯吡咯烷酮(PvP)作为稳定剂，制备出了分散性比较好

4、的不同直径的镍铁氰化物分子磁体(Nil．5[Fe(CN)d'xH20)纳米颗粒，颗粒结晶好并且晶体结构为面心立方结构。其中A位Ni2+离子处在高自旋态自旋数为．S=1，B位Fe"离子处在低自旋态自旋数为S=1／2。纳米颗粒系统在居里温度以下产生磁有序且磁有幺金丽兰州大学博士学位论文中文摘要序来源于Ni2十离子与Fe3+离子之间的铁磁相互作用。同时直径为50和30纳米的镍铁氰化物颗粒铁磁相变温度分别为20．9和21，5K。它们相对块体材料的磁相变温度23．8K而言随着纳米颗粒直径的减小而降低，我们对其来源近行了探讨，认

5、为由于纳米颗粒直径的减小，表面原子增多，导致铁磁交换作用的平均近邻数的减少，最终导致居里湿度降低。3、在对普鲁士蓝类配合物纳米线阵列的研究中我们发现格点自旋数是影响其磁特性的重要因素，因此我们设计制备了A位为Fe2+离子，B位为c，离子的不同直径的铁铬氰化物(FeI5[cr(ct06]"xH20)分子磁体纳米颗粒，颗粒的结构为面心立方结构。其中A位Fc2+离子处在高自旋态自旋数为S=2，B位c，离子处在低自旋态自旋数为S=3／2。纳米颗粒系统在居里温度以下产生磁有序且磁有序来源于Fe2+离子与c，离子之间的铁磁相互作

6、用。同时直径为93和4l纳米的铁铬氰化物纳米颗粒铁磁相变温度分别为14和18．5K。它们相对块体材料的磁相变温度20．5K而言随着纳米颗粒直径的减小而降低，表明材料尺寸的降低对其内禀磁性产生了影响。4、由于居里温度与A、B位离子之间的交换作用强度成正比，因此我们进·步将A位的Fe2+离子用Ni2+离子来替换，制备出了不同尺寸的、分散性比较好的不同直径的镍铬氰化物(Nil5[Cr(CN)6]·xH20)纳米颗粒。其中A位Ni2+离子处在高自旋态自旋数为S=l，B位c一离子处在低自旋态自旋数为S=3／2。直径为80和40

7、纳米的镍铬氰化物颗粒居里温度分别为75和70．5K，比较前面制备的两种纳米颗粒系统有所提高，证明通过选择在A、B位替换磁相互作用强的过渡金属阳离子，是提高材料的居里温度的有效途径。lI幺金丽兰州大学博士学位论文AbsRltc'tAbstractRecently,the10Wdimensionalmaterialshaveattractedmuchatfentionfortheirdistinctivepropertiesandpotemialapplication．Inthefieldofmolecularmagne

8、t,Prussianblueanditsanalogues(Ak嵋(CN)6]I‘nH20)haveattractedunusualinterestforseveralreasons：(i)thestructureoftheresulting3Dnetworkishighlysymmetrical，mostoftenaface-centered