基于電子全息技術(shù)的納米磁性材料微觀磁結(jié)構(gòu)和性能的研究.pdf

1、磁性納米顆粒具有廣泛的應(yīng)用前景，如磁流體、化學(xué)反應(yīng)催化劑、生物醫(yī)學(xué)、磁數(shù)據(jù)存儲等方面。對于納米材料的磁性能表征我們一般側(cè)重于對集合體的表征，如磁滯回線等，測量的對象是一個(gè)集合體，測量結(jié)果是平均效應(yīng)，顆粒的形狀、尺寸、大小分布、結(jié)晶構(gòu)造、成分等都會引起顆粒磁性能的變化，很難通過集合體磁性能測量確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)。洛倫茲透射電子顯微鏡以及電子全息技術(shù)因其超高的空間分辨率能為納米顆粒的磁性能評價(jià)能提供更多信息，如顆粒的單多磁疇狀態(tài)、顆

2、粒之間的靜磁相互作用。如果能夠直接觀測到顆粒的微觀磁疇結(jié)構(gòu)，并討論顆粒間交換耦合、靜磁相互作用，既對納米顆粒的磁學(xué)基礎(chǔ)研究，又對磁性納米顆粒的應(yīng)用將有非常重要的意義。
　　本論文中利用洛倫茲透射電子顯微鏡以及電子全息技術(shù)完成對磁性納米顆粒的微觀磁結(jié)構(gòu)表征調(diào)試工作，在納米尺度內(nèi)成功定量地得到了磁性納米顆粒、納米線內(nèi)部磁結(jié)構(gòu);然后利用此技術(shù)對磁性納米顆粒、納米線樣品進(jìn)行觀測。
　　在對約15納米直徑鈷納米線進(jìn)行了微觀磁結(jié)構(gòu)的表征

3、證明了其強(qiáng)的鐵磁性。通過使用離軸電子全息技術(shù)，準(zhǔn)確的表示出了鈷銅多層納米線中可能存在的磁狀態(tài)，平行或反平行，表明此技術(shù)對于磁性納米線磁化狀態(tài)、磁化反轉(zhuǎn)機(jī)制的研究具有確實(shí)的可行性。通過利用電子全息技術(shù)對鈷鎳合金微球進(jìn)行表征，解釋了表面結(jié)構(gòu)對微波吸收性能的影響:刺和花瓣作為偶極子在電磁場的作用下會產(chǎn)生雜散磁場，所有偶極子共同與入射電磁波作用，電磁波能量被轉(zhuǎn)換為其它形式的能量提高微波吸收能力。用電子全息直觀的表征出了表面結(jié)構(gòu)之間的偶極作用，說

4、明電子全息技術(shù)可以用來表征吸波材料的微波吸收性能。
　　本文還通過對不同形狀Fe3O4磁性納米顆粒微觀磁結(jié)構(gòu)分析，說明磁性納米顆粒的微觀磁結(jié)構(gòu)狀態(tài)由顆粒的形貌、晶體結(jié)構(gòu)、顆粒相互作用共同決定，此狀態(tài)的總自由能最小。通過對Fe3O4納米盤進(jìn)行了磁結(jié)構(gòu)分析，解釋了Fe3O4納米盤的比吸收率高于各向同性納米顆粒的原因:由納米盤獨(dú)特的形狀各向異性使納米盤隨著外場方向改變時(shí)發(fā)生平行外場的旋轉(zhuǎn)。
　　本論文最后對磁性納米纖維原位磁化的電