一維Ag2Te與Mn3-xCrxO4納米材料的制備及磁學(xué)性質(zhì).pdf

1、一維納米材料具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)，是一種理想的能量傳輸材料，可以傳輸電子、光子等粒子，促進(jìn)了其在尖端技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來(lái)，一維納米材料的合成方法和制備技術(shù)已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其中，一維納米材料在信息、能源、環(huán)境和軍事等方面已經(jīng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。隨著器件的微型化，探索未來(lái)納米電子學(xué)之間的互連是一個(gè)必然趨勢(shì)。此外，一維納米結(jié)構(gòu)的形貌演變對(duì)于理解晶體的生長(zhǎng)機(jī)制和動(dòng)力學(xué)方面被認(rèn)為是理想的研究對(duì)象。因此，研究可以應(yīng)用在納米領(lǐng)域的一

2、維納米材料有著十分重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　過(guò)渡金屬氧族化合物是氧族元素 O、S、Se、Te等與各種過(guò)渡金屬形成的化合物，是一類非常重要的材料，在新型功能材料領(lǐng)域有著非常重要的地位。由于過(guò)渡金屬氧族化合物納米材料在磁學(xué)、電子學(xué)及光學(xué)等方面的優(yōu)異性質(zhì)，使其在電子納米器件的制備、鋰離子電池電極材料、光電轉(zhuǎn)換、光催化以及傳感器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。隨著人們對(duì)過(guò)渡金屬氧族化合物材料的深入認(rèn)識(shí)和近一步研究，將不斷地推動(dòng)著人們對(duì)納米材

3、料的開(kāi)發(fā)和利用，從而推動(dòng)人類社會(huì)更加快速的發(fā)展。
　　本文以兩種典型的過(guò)渡金屬氧族化合物，即以單斜晶相的碲化銀(Ag2Te)與黑錳礦相的鉻摻雜四氧化三錳(Mn3-xCrxO4)為研究對(duì)象，釆用水熱法和化學(xué)氣相沉積的方法，通過(guò)合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)體系，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)條件，制備出尺寸和形貌可控、結(jié)晶性良好的Ag2Te和Mn3-xCrxO4的一維納米材料，研究了產(chǎn)物的相關(guān)磁學(xué)性能，如磁致電阻、鐵磁性等，并通過(guò)金屬離子摻雜的手段對(duì)材料的性

4、能進(jìn)行改善。本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下兩個(gè)主要方面：
　　第一，首先選擇碲化銀(Ag2Te)為主要研究對(duì)象，利用簡(jiǎn)單的水熱法，通過(guò)對(duì)反應(yīng)時(shí)間以及所選擇的表面活性劑的種類等的探討，從而來(lái)調(diào)節(jié)樣品的形貌結(jié)構(gòu)以及尺寸大小。通過(guò)水熱還原亞碲酸鈉(Na2TeO3)的混合溶液的方法，制備出了具有形貌和尺寸可控的一維單晶Ag2Te納米材料。其中，一維Ag2Te納米結(jié)構(gòu)的形貌演變主要是通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂撇煌磻?yīng)時(shí)間，來(lái)調(diào)節(jié)成核和生長(zhǎng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。在透

5、射電子顯微鏡(TEM)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)樣品進(jìn)行研究和分析的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了Ag2Te的生長(zhǎng)過(guò)程，并對(duì)這些產(chǎn)物的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了合理的解釋。此外，我們還研究了Ag2Te納米線的磁致電阻行為。研究發(fā)現(xiàn)，相比于塊體和薄膜材料，由于樣品尺寸的減小，納米線的R(T)發(fā)生了一個(gè)較大的變化，對(duì)外界磁場(chǎng)反應(yīng)更加靈敏，這表明該樣品的尺寸對(duì)磁致電阻有一定的影響。同時(shí)，文中還探討了觀察到的巨磁電阻現(xiàn)象形成的原因。
　　2.采用化學(xué)氣相沉積的

6、方法，成功合成了Cr摻雜Mn3O4納米線。通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)原料的比例，制備了具有不同摻雜濃度的Mn3-xCrxO4納米線(10％，15%，20%)，并對(duì)納米線進(jìn)行了詳細(xì)的研究與分析。在此基礎(chǔ)上，我們測(cè)試了具有不同摻雜濃度的Mn3-xCrxO4納米線的磁性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，摻雜劑Cr是以Cr3+離子的形式替代了Mn3O4的Mn3+，同時(shí)摻雜也使樣品中的氧缺陷增加，從而導(dǎo)致了有效磁矩的增加。室溫磁滯回線測(cè)試表明樣品實(shí)現(xiàn)了從順磁性向鐵磁性的變化。基