有序磁性納米復(fù)合材料的制備及其磁性能研究.pdf

1、磁性納米材料的磁性能不僅受納米顆粒固有磁性能的影響，同時(shí)也受納米顆粒之間磁相互作用的影響。而納米結(jié)構(gòu)的不可控，納米顆粒尺寸、形狀、缺陷和相的純度極大地影響納米材料的磁性能，這也使磁性交換相互作用的研究變得復(fù)雜。而合成成分均一、形貌可控的磁性納米材料是揭示納米材料磁性能的必備條件，也為磁記錄材料、自旋電子器件的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。本論文先以介孔SBA-15為模板合成介孔單相納米線，對(duì)不同形態(tài)納米線的形貌、結(jié)構(gòu)以及磁性能進(jìn)行討論，進(jìn)而以形貌均

2、勻、結(jié)構(gòu)有序的單相納米線為模板，合成有序雙相納米復(fù)合材料，并對(duì)其磁性能進(jìn)行討論。
　　首先以三嵌段聚合物P123為模板劑，正硅酸乙酯為硅源，運(yùn)用水熱法制備出孔徑為8-9nm，長(zhǎng)約為2μm的六角直孔道結(jié)構(gòu)的SBA-15介孔材料。
　　其次以介孔SBA-15為模板，運(yùn)用納米復(fù)制技術(shù)和離心分離技術(shù)成功制備出單分散和束狀Co3O4、CoFe2O4納米線。研究發(fā)現(xiàn)，單分散納米線僅有兩三根組成，且分散的比較開(kāi)，而束狀納米線很好的復(fù)制了S

3、BA-15的有序介孔孔道結(jié)構(gòu)，十幾根納米線通過(guò)微孔連在一起，具有向塊體Co3O4、CoFe2O4變化的趨勢(shì)。兩種形態(tài)的納米線的磁性能也有很大的不同：束狀Co3O4納米線由于納米線間距小（2nm左右），相鄰納米線產(chǎn)生的交換耦合作用使得同一溫度下其磁化強(qiáng)度M相比于單分散納米線（4.23emu/g）降低至（3.39emu/g），同時(shí)由于CoFe2O4束狀納米線的表面能較大，表面能壘抑制了自旋反轉(zhuǎn)，使得其居里溫度點(diǎn)發(fā)生了后移。
　　最后，

4、以有序Co3O4、NiFe2O4納米線為模板，運(yùn)用浸漬法成功制備出雙相的CoFe2O4/Co3O4和NiO/NiFe2O4磁性納米復(fù)合材料。CoFe2O4/Co3O4磁性納米復(fù)合材料的磁性能結(jié)果表明，隨著CoFe2O4的摻入，觀察到了明顯的交換偏置效應(yīng)，且在100K時(shí)最明顯，這是由于CoFe2O4納米顆粒的摻入增加了反鐵磁相Co3O4和亞鐵磁相CoFe2O4的界面磁性相互作用，反鐵磁相對(duì)亞鐵磁相產(chǎn)生了釘扎作用。在100K下，矯頑力Hc也

5、從11.4Oe上升到160.1Oe。同時(shí)，亞鐵磁CoFe2O4納米顆粒的增加也使得復(fù)合材料的M升高。NiO/NiFe2O4磁性納米復(fù)合材料的磁性能結(jié)果表明，在10K下，觀察到了強(qiáng)的交換偏置效應(yīng)，且隨著NiO增加，交換偏置效應(yīng)增強(qiáng)，矯頑力Hc從276.1Oe增加到379.8Oe再到495.4Oe。由于交換偏置作用，NiO的增加也導(dǎo)致復(fù)合材料的截止溫度變高。且反鐵磁相NiO含量增加，使得亞鐵磁NiO/NiFe2O4復(fù)合材料的磁性能被稀釋了，