基于AAO模板的一維納米線陣列的制備、微結(jié)構(gòu)和磁特性研究.pdf

1、一維納米線陣列，具有新穎的物理、化學(xué)特性，在許多領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，已成為當(dāng)今納米材料的研究熱點(diǎn)。借助AAO模板來(lái)制備一維納米材料的方法，由于所用工藝和設(shè)備都比較簡(jiǎn)單，在目前得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)調(diào)整AAO模板的孔徑參數(shù)，來(lái)制備不同物性的AAO模板，然后借助制備的AAO模板可以合成高度有序的納米線陣列。這幾年，采用模板法合成納米線陣列受到人們廣泛的關(guān)注，尤其以AAO模板來(lái)合成一維納米線陣列的方法更受到了人們的深入研究。采用直流電化學(xué)沉

2、積技術(shù)，在AAO模板上制備納米線陣列的方法，是制備一維納米材料的方法之一。 本文的研究結(jié)果如下： 1.實(shí)驗(yàn)上，我們采用二次氧化法分別在不同電壓下，不同濃度的硫酸和草酸電解液中制備了陽(yáng)極氧化鋁(AAO)模板，分別采用SEM和AFM對(duì)樣品的形貌進(jìn)行了表征，用XRD分析了AAO模板的相結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)制備的AAO模板具有規(guī)則的蜂窩狀六角密排結(jié)構(gòu)，納米孔洞高度有序分布，孔徑從30～90nm不等，孔密度為1010～1011個(gè)/cm2，A

3、AO模板具有非晶態(tài)相結(jié)構(gòu)。 2.我們采用直流電化學(xué)沉積法，在AAO模板上制備出復(fù)合鎳鋅納米線有序陣列。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)，透射電子顯微鏡(TEM)，X射線衍射儀(XRD)，對(duì)樣品進(jìn)行形貌、結(jié)構(gòu)的表征和測(cè)試。發(fā)現(xiàn)制備的復(fù)合鎳鋅納米線直徑90nm，長(zhǎng)度10μm，復(fù)合鎳鋅納米線是多晶結(jié)構(gòu)，具有沿[111]方向擇優(yōu)生長(zhǎng)特性，相結(jié)構(gòu)隨沉積電位的變化而變化。隨著沉積電位的增加沉積的納米線中鋅的數(shù)量在增加，鎳的數(shù)量在減少。因此，我們

4、認(rèn)為通過(guò)調(diào)節(jié)沉積電位能夠調(diào)節(jié)二元合金中金屬的比例，即隨著沉積電位的負(fù)移，更有利于鋅的沉積。 3.我們通過(guò)振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對(duì)復(fù)合鎳鋅納米線有序陣列進(jìn)行了磁性測(cè)量，發(fā)現(xiàn)鎳鋅納米線陣列的易磁化方向平行于納米線陣列的方向，在低電位下沉積的鈉米線陣列沒有明顯的磁各向異性，隨著沉積電位的增加鎳鋅納米線陣列有了明顯的磁各向異性，這主要由結(jié)構(gòu)變化引起。在不同電位下沉積的樣品，平行方向的矯頑力(Hc∥)和垂直方向的矯頑力(Hc⊥)表現(xiàn)出不

5、同的變化趨勢(shì)，當(dāng)外場(chǎng)平行于納米線的長(zhǎng)軸時(shí)，平行方向的矯頑力(Hc∥)隨著沉積電位的增加先增加，后急劇減小，在沉積電位為-1.35V時(shí)它有一個(gè)最大值。我們認(rèn)為由于Zn的摻雜引起缺陷和磁晶各向異性的增加，造成矯頑力的增大，在沉積電位為-1.35V時(shí)形成了fcc結(jié)構(gòu)和hcp結(jié)構(gòu)的鎳鋅金屬間化合物，矯頑力達(dá)最大值。當(dāng)沉積電位超過(guò)-1.35V時(shí)納米線主要由無(wú)磁性的Zn原子構(gòu)成，矯頑力降低。然而垂直方向的矯頑力(Hc⊥)隨著沉積電位的增加是單調(diào)降低