鐵鈷、鐵鎳合金納米管和薄膜的制備與磁性研究.pdf

1、近年來，隨著納米科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，納米技術(shù)已經(jīng)被認(rèn)為是21世紀(jì)的三大關(guān)鍵技術(shù)之一。低維材料以其新奇的物理性質(zhì)，吸引了眾多科技工作者的注意，引起了一次次技術(shù)上的飛躍。 以往普遍采用物理方法來制備納米材料，它的優(yōu)點是可以制備質(zhì)量較高的納米材料，但通常所需的實驗條件比較高，要實現(xiàn)工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)還存在一定難度，所以對用其他簡單高效的方法制備納米材料就提出了新的要求。 FeCo和FeNi合金是非常重要的磁性材料，都是優(yōu)異的軟

2、磁合金，具有高的飽和磁化強(qiáng)度和高的居里溫度。雖然它們的大塊材料通常作為軟磁材料，但材料尺寸的減小和維度的降低可以提高它的矯頑力。無論從基礎(chǔ)研究還是應(yīng)用前景來看，對于這兩種常見金屬合金納米材料的探索都是非常重要的。磁性合金納米管作為一種剛剛興起的新型材料，研究的較少，但應(yīng)用潛力很大，在納米電機(jī)系統(tǒng)，和被稱為納米導(dǎo)彈的靶向藥物等方面則更為重要。基于以上想法，我們從樣品的制備入手，分別采用模板浸潤法和電化學(xué)沉積法，成功的制備出FeCo、FeN

3、i合金納米管和薄膜，并利用x射線衍射、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、原子吸收光譜、振動樣品磁強(qiáng)計、穆斯堡爾波譜等手段對樣品的型貌、結(jié)構(gòu)和磁性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究； 本文的主要工作有： 一.FeCo、FeNi合金納米管陣列(1) 利用多孔陽極氧化鋁模板，采用模板浸潤的方法成功地制備了不同管壁厚度的FeCo、FeNi合金納米管，透射電鏡結(jié)果表明納米管的直徑約為200nm,對影響納米管質(zhì)量的各種制備工藝參數(shù)進(jìn)行了研究。

4、(2)宏觀磁性測量表明當(dāng)外場沿著FeCo、FeNi合金納米管陣列的長軸方向時的矯頑力和剩磁比均要高于垂直方向的值，樣品具有明顯的磁各向異性，沿著納米管長軸方向為易磁化方向。 (3)對制備過程中還原溫度對納米管磁性的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著還原溫度的升高，納米管陣列的矯頑力和剩磁比也在增加。 (4)利用穆斯堡爾譜對納米管微觀磁性的測量和靜磁能分析，提出了FeCo和FeNi合金納米管中磁矩的分布模型。相對于納米管長軸方向，磁矩

5、分布空間各向同性，如果想象把納米管展開成薄膜，由于退磁能的作用，磁矩基本分布在薄膜面內(nèi)，而在薄膜面內(nèi)則各向同性分布。并采用微磁學(xué)模擬的方法對磁矩分布進(jìn)行模擬。 (5)對研究磁性納米管間相互作用的方法進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述，同時用來對FeCo合金納米管間的相互作用和開關(guān)場的分布進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)管間相互作用是退磁相互作用。 二.FeCo、FeNi合金薄膜(1)利用恒電位法在Ag膜和導(dǎo)電玻璃上制備了FeCo、FeNi合金薄膜，并

6、研究了沉積時間，電位等因素對制備薄膜的影響，并用掃描電子顯微鏡和振動樣品磁強(qiáng)計對薄膜的形貌和磁性進(jìn)行研究。 (2)利用脈沖電流法在Ag膜上制備了FeCo、FeNi合金薄膜，并對脈沖電流的大小，脈沖寬度，脈沖占空比，脈沖次數(shù)等參數(shù)對薄膜的影響進(jìn)行研究，為減小樣品的矯頑力提供試驗依據(jù)。 (3)利用在沉積過程中加磁場誘導(dǎo)的方法制備了具有面內(nèi)各向異性的鐵鈷合金薄膜，易磁化方向為外加磁場方向。 (4)對所制備的薄膜進(jìn)行動態(tài)