化學(xué)氣相沉積法制備金屬鐵磁性納米線及其性能研究.pdf

1、金屬磁性納米線具有的諸多獨(dú)特的物理化學(xué)特性主要來(lái)源于其特殊的顯微組織結(jié)構(gòu)，而顯微組織結(jié)構(gòu)取決于納米線的制備工藝。在眾多納米線的制備方法中，化學(xué)氣相沉積法(CVD)是一類可大量獲取納米線，并已部分實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的制備工藝。然而，由于金屬材料極高的氣化溫度，因此，CVD法常被用于制備各類氧化物或半導(dǎo)體納米線。然而CVD法制備金屬磁性納米線未見(jiàn)有研究報(bào)道。故本文擬以具有低氣化溫度的二茂鐵為原材料，采用納米金顆粒作為催化劑，通過(guò)CVD法制備鐵磁

2、性納米線。
　　首先，作為納米線的前驅(qū)體必須具備下述條件:較低的氣化溫度;分解溫度適當(dāng)高于氣化溫度;氣化溫度與分解溫度相接近。通過(guò)TG分析測(cè)試表明二茂鐵的具有較低的氣化溫度且分解溫度大于氣化溫度，本文選取二茂鐵(FeC10H10)作為前驅(qū)體，并采用粒徑納米金顆粒作為催化劑。沉積溫度被設(shè)定為500℃，550℃，600℃，650℃，700℃，750℃;沉積時(shí)間設(shè)定為1h，1.5h，2h，2.5h;載體流速設(shè)定為25sccm，50scc

3、m，70sccm，100sccm;沉積模板選擇藍(lán)寶石和硅片。文章研究了制備工藝參數(shù)對(duì)納米線的組織形貌的影響，通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)，在沉積溫度為600℃，沉積時(shí)間為2h，載體流速為70sccm的條件下，在藍(lán)寶石基板上獲得大量的直徑和長(zhǎng)度分別在125nm和2um左右的納米線，并通過(guò)XRD，SEM，TEM等手段確定了所獲得的納米線為單晶鐵納米線。
　　其次，本文進(jìn)一步探討了金屬納米線的生長(zhǎng)機(jī)制，揭示了其生長(zhǎng)過(guò)程可分為四個(gè)階段:1.固態(tài)二茂鐵

4、氣化，氣態(tài)二茂鐵跟隨載體輸送到沉積室中，在沉積室中發(fā)生分解反應(yīng)，在600℃下，二茂鐵分解為Fe和雙戊二烯;2.分解的Fe原子被模板上的Au納米吸附，形成Fe-Au合金;3.Fe-Au合金作為結(jié)核點(diǎn)進(jìn)一步吸附大量的Fe原子;4.單晶Fe納米線以結(jié)核點(diǎn)為晶核定向生長(zhǎng)從而形成納米線。通過(guò)TEM、EDS檢測(cè)可以說(shuō)明，單晶Fe納米線的生長(zhǎng)機(jī)理是氣-固(Vapor-Solid)生長(zhǎng)機(jī)理。
　　最后，本文采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)沿平行和垂直