一維鎳納米結構的氧化鋁模板法制備及其磁性研究.pdf

1、一維納米結構由于其獨特的磁性、電子、機械、光學性質以及在信息存儲、磁阻納米傳感器、藥物輸送、磁性分離、賽道記憶和微波設備等領域的潛在應用得到了廣泛的關注。制備這種納米結構有很多方法,如化學氣相沉積法、分子束外延法、前驅體熱分解法、水熱合成法、納米粒子的自發團聚和模板輔助電沉積法等,其中以多孔陽極氧化鋁(PAA)為模板的電沉積法由于設備簡單,成本低廉,并能較好的控制一維納米結構的直徑、長度及相互間的距離而得到了很好的應用。
　　本文

2、通過兩步陽極氧化法在不同電解液中制備了不同孔徑大小的PAA模板,采用直流電化學沉積法制備了不同形貌的一維磁性鎳納米結構。通過掃描電子顯微(SEM)、能譜儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)和振動樣品磁強計(VSM)對鎳納米結構的形貌、成分、結構和磁學性質進行了表征。主要工作如下:
　　(1)通過采用兩步陽極氧化法,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極氧化鋁(PAA)模

3、板。采用三電極系統,以孔徑不同的PAA為模板,通過直流電化學沉積法制備了直徑與形貌均不相同的一維鎳納米結構。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構和磁學性質進行了對比研究。結果表明,一維鎳

4、納米結構陣列的磁性和磁化翻轉過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特的空心結構以及管與管之間的相互作用。矯頑力隨角度變化的結果表明,鎳納米鏈中的納米顆粒耦合作用較弱,導致磁化翻轉過程趨向于獨立翻轉,而納米線則表現為局域的一致成核模式,納米管由于獨特的管狀結構