鐵磁同軸納米線制備及其磁光特性研究.pdf

1、隨著光信息技術和納米制備技術的發(fā)展，磁光效應及各種磁光器件因其獨特的性能和廣闊的應用前景吸引了人們廣泛的關注。由于塊體材料和單純薄膜材料的磁光響應不高，限制了磁光器件的發(fā)展。因此，如何通過新興技術實現法拉第效應的增強已成為研究熱點。近年來，許多研究表明通過結構優(yōu)化，如采用納米線、納米圓盤等新型納米結構，可增強材料的法拉第效應;同時，研究發(fā)現通過貴金屬納米顆粒誘導的表面等離激元共振也可以增強該效應。本文將結合上述兩種增強法拉第效應的方法，

2、制備貴金屬Ag納米粒子修飾的鐵磁同軸納米線，進一步提升材料的磁光性能，具體研究內容和成果如下:
　　1.鐵磁同軸納米線制備
　　我們結合化學氣相沉積、磁控濺射和快速熱退火處理的方法，在ZnO納米線陣列上成功地制備出ZnO/Fe、ZnO/Fe/Ag(粒子)和ZnO/Ag(粒子)/Fe鐵磁同軸納米線。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀和透射電子顯微鏡測試發(fā)現，納米線垂直于襯底生長，呈現出預期的同軸結構;修飾的Ag納米顆粒相對均勻，

3、平均尺寸為25nm，超過70％的顆粒分布在20-35nm的尺寸范圍內。
　　2.鐵磁同軸納米線磁光特性研究
　　我們利用振動樣品磁強計和法拉第測量儀等不同儀器對鐵磁同軸納米線的磁學、磁光性能等進行表征分析。結果表明，納米線結構和貴金屬顆粒引入都可以增強鐵磁材料的法拉第效應。相比于ZnO/Fe薄膜材料，ZnO/Fe、ZnO/Fe/Ag(粒子)和ZnO/Ag(粒子)/Fe納米線法拉第效應分別增強了33、52和58倍。
　　

4、3.鐵磁同軸納米線磁光效應增強機制探索
　　我們通過吸收譜測量以及FDTD Solution軟件模擬研究了鐵磁同軸納米線磁光效應增強機制。研究發(fā)現，納米線具有較長光程，且由于ZnO的光學腔作用，增加了入射光的反射，使法拉第偏轉角明顯增強。同時發(fā)現，在光的激發(fā)下，Ag納米顆粒會產生表面等離子體共振效應，增強周圍電磁場促進光與鐵磁材料的相互作用，從而引起磁光法拉第效應增強。且Ag納米顆粒嵌入在ZnO核層和Fe殼層之間時，電磁場和鐵磁層