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低维磁性纳米材料的制备与性能研究

作　者: 高婷婷
导　师: 姬广斌
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 物理化学
关键词: 阳极氧化铝模板合金纳米线方波脉冲电沉积 KIT-6 磁性薄膜热处理
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,包括磁性纳米线及磁性纳米薄膜在内的低维磁性纳米材料因为在磁记录领域潜在的应用价值而吸引了众多的关注。本文采用阳极氧化法制备了小孔径的AAO模板,采用方波脉冲电沉积制备了FeCo、FeNi和CoCu合金纳米线阵列,利用SEM、TEM、XRD对其形貌和晶体结构进行了研究,并采用振动样品磁强计研究了电沉积液中CoCu的比例及电源频率对纳米线阵列磁性的影响;采用溶胶-凝胶法和机械甩膜法在ITO导电玻璃上制备了KIT-6介孔膜,通过小角XRD和N₂等温吸附-脱附对结构进行了研究,并采用TEM对介孔膜的形貌进行了表征。在KIT-6介孔膜中电沉积制备了Co、Fe、FeCo、CoCu磁性薄膜,利用SEM、XRD、振动样品磁强计对其形貌、晶体结构和磁性能进行了研究,并研究了热处理对Fe、Co单质薄膜磁性能的影响。AAO模板的孔道经扩孔后孔径约为15 nm,其孔道平行排列且垂直于膜面。脉冲电沉积成功制备出了尺寸约为15nm的FeCo、FeNi和CoCu多晶纳米线,纳米线阵列均具有明显的磁各向异性,其易磁化方向垂直于膜面,均具有较高的矫顽力和剩磁比,其最高矫顽力分别为2509.8Oe, 1839.6Oe和1977.5Oe。另外,CoCu纳米线阵列的磁性能随电沉积液中CoCu比例的增大而增大,主要是由于纳米线中Co的沉积量逐渐增加,其磁性能随电源频率的增大而减小并逐渐趋于平稳,这是Co沉积量和磁交换耦合作用共同作用的结果。KIT-6薄膜为无序介孔结构,孔径约为5 nm;磁性能测试表明薄膜均表现出良好的软磁性能,矫顽力均低于100 Oe,易磁化方向平行于膜面;对Fe、Co磁性薄膜在N₂气氛下进行热处理,其磁性能具有一定程度的提高,另外,CoCu纳米薄膜在磁场垂直于膜面方向,表现出硬磁材料的一些特征,矫顽力和剩磁比较大,这可能与介孔孔道中晶粒的取向有关。

低维磁性纳米材料的制备与性能研究

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