磁性纳米线的电化学制备、结构和磁性.pdf

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1、N录M1Abstract3笫一?^绪论51.1纳米材料51.1.1纳米材料的分类51.1.2纳米材料的特性61.2一维纳米材料71.2.1一维纳米材料概述71.2.2一维纳米材料的常用制备方法71.2.3磁性纳米线的研究成果及潜在应用101.3本论文的研究内容14讀15第二章样品表征方法212.1场发射扫描电-/?显微镜212.2X射线能量色散谱232.3X射线衍射232.4透射电子显微镜和选区电子衍射242.5振动样品磁强计禾IJVersaLab26参考文献29第三章多孔阳极氧化铝模

2、板的制备与表征303.1多孔阳极氧化铝模板303.1.1多孔PI1极氧化铝模板简介303.1.2影响多孔卩丨1极氧化铝模板的主要因素313.1.3多孔阳极氧化铝模板形成机理的探讨333.2多孔阳极氧化铝模板的制备363.3多孔阳极氧化铝模板的表征383.4^39?教_41第四章Co纳米线的电化学制备、结构和磁性424.1背景介绍424.2Co纳米线阵列的制备434.3Co纳米线阵列的表征434.4实验结果和讨论434.4.1Co纳米线的结构434.4.2Co纳米线的磁性454.5如吉55

3、参考文献56第五章CoxAgl_x纳米线的电化学制备、结构和磁性595.1背景介绍595.2CoxAgl.x纳米线阵列的制备595.3CoxAg,.x纳米线阵列的表征605.4实验结果与讨论605.4.1CoxAg,.x纳米线的化学组分605.4.2CoxAg,.x纳米线的结构60II:J录5.4.3CoxAg,.x纳米线的磁性615.5^tiL,6364笫六章总结65攻读硕士7位期问发表的论文671??68II；摘要论文题目：磁性纳米线的电化学制备、结构和磁性摘要磁性纳米线具冇很大的长径比，因

4、而，显现出很多新奇的物理化学特性，相比于宏观材料表现出极为优越的性能，在高密度磁记录和自旋电子器件等领域具有潜在的应用前景。因此，磁性纳米线的研究引起了世界各国研究者的高度重视。磁各向异性是决定磁性金属纳米线磁性的重要因素，其主要是由纳米线自身的磁晶各向异性和形状各向异性两部分决定。在常见的三种铁磁金属纳米线中，Fe、Ni和面心立方结构(fee)的Co纳米线由于其磁晶各向异性比形状各向异性低一个量级，所以在整体的磁各向异性中形状各向异性占主,地位；然而对于六角密排结构(hep)的Co纳米线而言，磁晶各向异性与形状各向异性是相当的，

5、两者共同决定纳米线的磁各向异性。综上所述，相对于Fe和Ni,Co的各向异性等磁性有更大的调控空间。制备纳米线的方法有很多种，其中利用多孔阳极氧化铝模板的电化学沉积法由于制备过程简单、成本低廉而被研究者们广泛应用。本文中，采用二次阳极氧化法制备了多孔阳极氧化铝模板，接着用直流电化学方法成功制备了一系列Co纳米线。通过控制沉积温度及沉积电压实现了调控Co纳米线结构的目的。利用X射线衍射仪、高分辨率透射电镜及选区电子衍射对样品的结构进行表征发现，固定沉积温度，随沉积电压的升高，Co纳米线的择优取向由hcp[100]变为fcc[220]，

6、在适当的沉积电压下，两种结构共存。改变沉积温度，Co纳米线的择优取向随着沉积电压的升高也是由hcp[100]方向逐渐过渡到fcc[220]方向，随沉积温度的升高两种结构共存时的沉积电压升高。利用振动样品磁强计和VersaLab对样品进行了变角度磁滞回线和变温磁滞回线的测量，结果表明，hep结构的样品由于磁晶各向异性和形状各向异性之间的相互竞争导致沿线方向较弱的等效各向异性；磁化翻转过程中curling-like模式占主导；随着测试温度由50K升高到390K，其易轴由垂直于线方向转到平行于线方向，矫顽力存在一个极小值。然而，对于fe

7、e结构的样品，其易磁化方向沿着纳米线方向；磁化翻转模式表现为磁场与纳米线夹角较小时是curling-like模式，而夹角较大时转变为coherent-like模式；在整个变温测量过程中，其形状各向异性一直处于主导地位，低温下磁晶各向异性的升高使得沿线方向的矫顽力随测试温度的升高而单调的增加。通过引入非磁性金属也可以明显改变磁性金属纳米线的磁性，本文通过直流电化学方法制备CoxAgl.x纳米线。改变沉积电压成功调控了CoAg纳米线的化学摘要组分。XRD测试结釆衣明样品都处于非品态;力沉枳屯压岛〒1.6V时，样品表现为沿线方向易磁化，

8、当沉积电压为1.6V时，样品衷现为顺磁性；比较2.0V电压下制得的Co纳米线跟CoAg纳米线，后者易磁化方向沿纳米线方向，Ag的加入使体系的磁性得到了很大的改善。关键字：纳米线，电化学沉积，磁晶各向兄性，磁化翻转模式中图分类号：04692Abstr