多层纳米线的电化学制备及磁性研究

论文摘要

本论文研究了阳极氧化铝膜(AAO)、磁性纳米线、多层纳米线阵列的电化学制备、表征、性能,并进行了初步的机理探讨。本文前一部分以铝片作为研究电极阳极氧化制备了一系列AAO膜,利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征,讨论了不同工艺对AAO膜有序性的影响。研究发现,二次氧化后的AAO膜,具有规则有序的六角形纳米孔阵列结构; 铝片纯度越高、氧化电压越低、温度越低、一次氧化时间越长时形成的AAO膜有序度越高,而铝基体退火对AAO膜的有序度影响不大。还以磷酸和硫酸为电解液,分别制备了AAO膜,利用原子力显微镜(AFM)对其分别进行了表征。并研究了AAO膜的剥离工艺,分别采用逆电剥离和CuCl2、HCl混合液剥离制备了无铝基体的AAO膜,并利用原子力显微镜(AFM)进行了表征。以草酸为电解液,以高纯铝片制备了AAO膜,利用原子力显微镜(AFM)对其形貌进行了表征,研究发现纳米孔纵向生长的过程中,经历了一个自组织过程; 提出铝阳极氧化过程中纳米孔从无序到有序的自组织模型,探讨了高度有序六角形纳米孔阵列的形成过程,并分析了影响纳米孔有序度的因素及提高有序度的途径; 根据自组织模型探讨了长时间阳极氧化法和二次氧化法制备高度有序六角形纳米孔阵列的机理。本文后一部分以AAO膜为模板,通过交流电沉积的方法,制备了Co纳米线和CuCo合金纳米线,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了AAO膜的表面及断面形貌,以及纳米线阵列及单根纳米线的形貌。制备了贯穿的AAO模板,通过单槽脉冲电沉积制备了Cu/Co多层纳米线,分析了制备过程中存在的问题; 以AAO膜为模板,通过双槽交流电沉积的方法,制备了Cu/Co多层纳米线,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了纳米线阵列及单根纳米线的形貌。用VSM测量的纳米阵列的磁性,测试表明三种磁性纳米线阵列都具有明显的磁各向异性,垂直于膜面是易磁化方向,而平行于膜面则是难磁化方向。磁各向异性可以使得记录畴尺寸非常小,从而满足高密度记录的要求; 同时们具有矩形的磁滞回线,从而满足高信噪比的要求。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 模板法合成纳米线材料
• 1.3 阳极氧化铝模板
• 1.4 电沉积制备金属纳米线
• 1.5 电沉积制备多层纳米线
• 1.6 纳米线的测量与表征
• 1.7 本论文的主要工作
• 第二章 实验部分
• 2.1 阳极氧化膜（AAO）的制备
• 2.2 电化学方法制备Co纳米线及CuCo合金纳米线
• 2.3 单槽法制备Cu/Co多层纳米线
• 2.4 双槽法制备Cu/Co多层纳米线
• 2.5 试样的表征测试
• 第三章 AAO模板的研究
• 3.1 阳极氧化铝多孔纳米膜（AAO）的制备与表征
• 3.2 高度有序多孔阳极氧化铝膜形成机理的探讨
• 第四章 磁性纳米线（阵列）研究
• 4.1 Co纳米线阵列的制备
• 4.2 CuCo合金纳米线的制备
• 4.3 单槽法制备Cu/Co多层纳米线
• 4.4 双槽法制备Cu/Co多层纳米线
• 4.5 磁性纳米线阵列磁性能研究
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢