一維鎳納米結(jié)構(gòu)的氧化鋁模板法制備及其磁性研究.pdf

1、一維納米結(jié)構(gòu)由于其獨(dú)特的磁性、電子、機(jī)械、光學(xué)性質(zhì)以及在信息存儲(chǔ)、磁阻納米傳感器、藥物輸送、磁性分離、賽道記憶和微波設(shè)備等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用得到了廣泛的關(guān)注。制備這種納米結(jié)構(gòu)有很多方法,如化學(xué)氣相沉積法、分子束外延法、前驅(qū)體熱分解法、水熱合成法、納米粒子的自發(fā)團(tuán)聚和模板輔助電沉積法等,其中以多孔陽(yáng)極氧化鋁(PAA)為模板的電沉積法由于設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低廉,并能較好的控制一維納米結(jié)構(gòu)的直徑、長(zhǎng)度及相互間的距離而得到了很好的應(yīng)用。
　　本文

2、通過(guò)兩步陽(yáng)極氧化法在不同電解液中制備了不同孔徑大小的PAA模板,采用直流電化學(xué)沉積法制備了不同形貌的一維磁性鎳納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)掃描電子顯微(SEM)、能譜儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對(duì)鎳納米結(jié)構(gòu)的形貌、成分、結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。主要工作如下:
　　(1)通過(guò)采用兩步陽(yáng)極氧化法,以硫酸、草酸、檸檬酸及草酸與檸檬酸的混合酸為電解液制備了不同孔徑的多孔陽(yáng)極氧化鋁(PAA)模

3、板。采用三電極系統(tǒng),以孔徑不同的PAA為模板,通過(guò)直流電化學(xué)沉積法制備了直徑與形貌均不相同的一維鎳納米結(jié)構(gòu)。包括在孔徑約為15nm的PAA模板中沉積了由一連串相連的鎳納米顆粒組成的鎳納米鏈陣列,直徑為50nm的鎳納米線,以及不同外徑和管壁厚度的鎳納米管。
　　(2)分別對(duì)直徑約為15nm的鎳納米鏈陣列、直徑約為50nm的鎳納米線陣列和外徑為240nm、管壁厚度約20nm的鎳納米管陣列的結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果表明,一維鎳

4、納米結(jié)構(gòu)陣列的磁性和磁化翻轉(zhuǎn)過(guò)程直接依賴于其形貌和直徑大小。鎳納米鏈沒有明顯的易磁化方向并呈現(xiàn)出很小的矯頑力,鎳納米線的易磁化軸平行于納米線的軸向,有效磁各向異性主要是由形狀各向異性決定的,鎳納米管的易磁化軸垂直于納米管的方向,主要是取決于納米管獨(dú)特的空心結(jié)構(gòu)以及管與管之間的相互作用。矯頑力隨角度變化的結(jié)果表明,鎳納米鏈中的納米顆粒耦合作用較弱,導(dǎo)致磁化翻轉(zhuǎn)過(guò)程趨向于獨(dú)立翻轉(zhuǎn),而納米線則表現(xiàn)為局域的一致成核模式,納米管由于獨(dú)特的管狀結(jié)構(gòu)