纯金属及合金磁性纳米线的制备及微结构研究

随着电子信息科学与技术的发展，一维纳米材料因具有许多独特的光学、电学、磁学、化学等方面的性能，而成为近些年来纳米材料领域的研究热点之一。本研究利用多孔阳极氧化铝为模板，通过直流电化学沉积方法，在多孔阳极氧化铝模板中获得了Pt、Fe、Co Fe7Co3、Fe3Co7及Sm-Co合金纳米线。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、振动样品磁强计（VSM）对纳米线阵列的形貌、晶体结构和磁性进行了研究。并且研究了热处理对其结构和磁性的影响。具体工作如下：1.采用两步阳极氧化法，分别在硫酸、草酸和磷酸电解液中制备了不同孔径的阳极氧化铝模板，并借助扫描电子显微镜（SEM）观察了膜的微观形貌，研究了电压、电解液种类等对膜的影响，最终获得了制备多孔氧化铝模板的最佳工艺条件，并对模板的形成机理进行了讨论。2.由FE—SEM的观察可知：所制备的各种成分的纳米线均具有良好的线性结构，纳米线直径与模板孔径相当。我们首次利用恒电压沉积法，以氧化铝膜为模板制备了Pt纳米线阵列。Pt原子是在模板孔洞的导向作用下沿（111）方向择优生长，并具有多晶结构。Fe、Co、Fe3Co7及Fe7Co3纳米线阵列都表现出明显的磁各向异性，易磁化方向是纳米线的长轴方向。这主要起源于纳米线的形状各向异性。3. 在AAO模板中，直流沉积工艺制备了Sm-Co合金纳米线阵列。XRD分析则表明该纳米线为非晶态结构，热处理后有SmCo5与Co相析出。由TEM的观察显示，该纳米线同样具有良好的线性结构，线径约为40 nm。EDS分析显示：稀土Sm在过渡族元素Co的诱导下，在水溶液中发生共沉积。