化學(xué)氣相沉積法制備金屬鐵磁性納米線及其性能研究.pdf

1、金屬磁性納米線具有的諸多獨特的物理化學(xué)特性主要來源于其特殊的顯微組織結(jié)構(gòu)，而顯微組織結(jié)構(gòu)取決于納米線的制備工藝。在眾多納米線的制備方法中，化學(xué)氣相沉積法(CVD)是一類可大量獲取納米線，并已部分實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的制備工藝。然而，由于金屬材料極高的氣化溫度，因此，CVD法常被用于制備各類氧化物或半導(dǎo)體納米線。然而CVD法制備金屬磁性納米線未見有研究報道。故本文擬以具有低氣化溫度的二茂鐵為原材料，采用納米金顆粒作為催化劑，通過CVD法制備鐵磁

2、性納米線。
　　首先，作為納米線的前驅(qū)體必須具備下述條件:較低的氣化溫度;分解溫度適當(dāng)高于氣化溫度;氣化溫度與分解溫度相接近。通過TG分析測試表明二茂鐵的具有較低的氣化溫度且分解溫度大于氣化溫度，本文選取二茂鐵(FeC10H10)作為前驅(qū)體，并采用粒徑納米金顆粒作為催化劑。沉積溫度被設(shè)定為500℃，550℃，600℃，650℃，700℃，750℃;沉積時間設(shè)定為1h，1.5h，2h，2.5h;載體流速設(shè)定為25sccm，50scc

3、m，70sccm，100sccm;沉積模板選擇藍(lán)寶石和硅片。文章研究了制備工藝參數(shù)對納米線的組織形貌的影響，通過優(yōu)化工藝參數(shù)，在沉積溫度為600℃，沉積時間為2h，載體流速為70sccm的條件下，在藍(lán)寶石基板上獲得大量的直徑和長度分別在125nm和2um左右的納米線，并通過XRD，SEM，TEM等手段確定了所獲得的納米線為單晶鐵納米線。
　　其次，本文進(jìn)一步探討了金屬納米線的生長機制，揭示了其生長過程可分為四個階段:1.固態(tài)二茂鐵

4、氣化，氣態(tài)二茂鐵跟隨載體輸送到沉積室中，在沉積室中發(fā)生分解反應(yīng)，在600℃下，二茂鐵分解為Fe和雙戊二烯;2.分解的Fe原子被模板上的Au納米吸附，形成Fe-Au合金;3.Fe-Au合金作為結(jié)核點進(jìn)一步吸附大量的Fe原子;4.單晶Fe納米線以結(jié)核點為晶核定向生長從而形成納米線。通過TEM、EDS檢測可以說明，單晶Fe納米線的生長機理是氣-固(Vapor-Solid)生長機理。
　　最后，本文采用振動樣品磁強計(VSM)沿平行和垂直