CoCu纳米线的制备及磁性研究

论文摘要

本文利用电化学沉积的方法制备了一系列不同形貌和结构的CoCu纳米线。首先,通过调节沉积溶液的pH值制备出了一系列不同成分和结构的CoCu纳米线。pH值对纳米线的成分比例和相结构的影响表现出了明显的规律性,这主要是因为在不同的pH值下,溶液中Co2+的沉积速率也不同。在此规律的基础上,我们沉积出了具有hcp+fcc复相结构的CoCu纳米线,其磁性明显好于单相结构。其次,在pH=3.3的沉积溶液中通过调节不同的沉积电压制备出了一系列不同成分的复相CoxCu1-x（x=0.380.87）纳米线阵列。纳米线成分的变化显示了Cu的掺入对纳米线结构的影响:随着铜成分的增加,所沉积的CoxCu1-x纳米线的复相结构呈现规律性的变化,从hcp Co相与少量的fcc Cu相共存到hcp Co、fcc CoCu合金和fcc Cu三相共存于纳米线中,且相与相之间的比例也随铜成分的增加而规律性的变化。纳米线结构的变化使得纳米线矫顽力和剩磁比的最优值分别出现在Co60Cu40和Co75Cu25样品中。最后,通过调节沉积参数制备出了“束”状和“节”状的CoCu纳米线阵列。实验结果表明它们的结构分别是单一hcp相和fcc相结构。磁性测量的结果表明它们分别具有一般结构和形貌的纳米线所达不到的剩磁比和矫顽力。纳米线阵列的矫顽力随磁场角度的变化关系表明不同结构和形貌的纳米线各自遵从不同的反磁化机制。利用各自的反磁化模型分别计算矫顽力,其结果进一步证实了模型与实际情况的一致性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纳米材料的概述
• 1.2.1 纳米材料特性
• 1.2.2 纳米材料的表面效应
• 1.2.3 纳米材料的体积效应
• 1.2.4 纳米材料的量子尺寸效应
• 1.3 纳米线的制备方法
• 1.3.1 化学气相沉积（CVD）法
• 1.3.2 激光烧蚀法
• 1.3.3 分子自组装
• 1.3.4 模扳法
• 1.3.5 模板法合成准一维纳米线或纳米线阵列
• 1.4 磁性纳米材料的研究现状及应用
• 1.4.1 磁性纳米材料在垂直磁记录上的应用
• 1.4.2 纳米材料的巨磁电阻效应
• 1.5 本论文的研究内容
• 参考文献
• 第二章 纳米磁性理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 微磁学的基本能量项
• 2.2.1 交换能
• 2.2.2 磁晶各向异性能
• 2.2.3 退磁能
• 2.2.4 外磁场能
• 2.3 反磁化模型
• 2.3.1 Stoner.Wohlfarth 模型
• 2.3.2 无限长圆柱体的反磁化模型
• 2.3.3 球链模型
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 氧化铝有序孔阵列模板的制备
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 AAO 模板纳米孔生长条件控制
• 3.2.2 AAO 模板的制备工艺过程
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 实验测试所用设备
• 3.3.2 氧化铝模板的表征
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 不同相结构的 CoCu 纳米线阵列沉积规律的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果和讨论
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 复相结构的 CoxCu1.x纳米线的结构及其磁性的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验方法
• 5.3 结果和讨论
• 5.4 小结
• 参考文献
• 第六章 具有特殊形貌的单相 CoCu 纳米线阵列的制备和研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验方法
• 6.3 结果和讨论
• 6.3.1 CoCu 纳米线阵列的结构
• 6.3.2 CoCu 纳米线阵列的形貌
• 6.3.3 CoCu 纳米线阵列的磁性
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 第七章 结论
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果