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多层纳米线的电化学制备及磁性研究

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  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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磁性金属纳米线及多层线的电化学制备和性能研究

本文以铝阳极氧化膜(AAO)为模板,通过电化学法制备一维磁性NiFe、NiAg纳米线及NiFe/Cu多层纳米线。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等对纳米线进行了表征和性能研究。通过二次铝阳极氧化制备了多孔铝阳极氧化膜,膜孔密度高、排布高度有序。利用逆电剥离技术将氧化膜从铝基体上剥离,并用磷酸去除阻挡层,得到贯通的纳米孔。将通孔后的AAO模板直接放入腐蚀液中进行溶解,可获得大量Al_2O_3纳米线。文中对Al_2O_3纳米线的形成机理进行了初步探讨。在AAO模板的纳米孔内交流电沉积镍铁磁性合金,获得Ni_(79)Fe_(21)合金纳米线阵列,纳米线长9.7μm,直径约60nm,长径比达160。XRD测试及选区电子衍射表明,Ni_(79)Fe_(21)纳米线为面心立方(fcc)、单晶结构。磁性能测量结果表明,Ni_(79)Fe_(21)纳米线易磁化轴沿纳米线的长轴...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(近代物理研究所)
中国科学院研究生院(近代物理研究所)

一维Cu/Ni多层纳米线的电化学制备及其性能研究

近年来,一维纳米材料因为其特殊的性能,逐步成为物理学、材料学、电子学等领域的研究对象,而由磁性/非磁性金属组成的多层纳米线作为一维纳米材料的一员,不仅在基础应用研究和纳米材料应用领域等方面有重要意义,而且在纳米电子器件和巨磁电阻传感器领域有潜在应用价值。因此,开展具有良好周期性结构的一维多层纳米材料的研制及其性质研究可以为以上研究领域提供基础实验数据,为相关纳米器件的研制提供新的思路。本文通过借助重离子径迹模板(聚碳酸酯膜PC)辅助电化学沉积法交替沉积制备出Cu/Ni多层纳米线;利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结合EDS线扫描进行表征,获得多层纳米线的直径、层厚和晶体结构等信息;用紫外-可见-近红外光谱仪(UV/Vis/NIR)测量和分析多层纳米线的消光光谱;用振动样品磁强计(VSM)测量多层纳米线的磁滞回线,再用综合物性测量系统(PPMS)测量电流垂直于二维膜平面的巨磁电阻效应(CPP-GMR)。最后实现...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

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Co/Cu多层纳米线的电化学制备和性能研究

本文以铝阳极氧化膜(AAO)为模板,通过电化学法制备Co纳米管、Co纳米粒子、Co纳米线、Cu纳米线、及Co/Cu多层纳米线。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)以及自组装的巨磁电阻(GMR)测试系统等对纳米线进行了表征和性能研究。通过二次铝阳极氧化制备了多孔铝阳极氧化膜,膜孔密度高、排布高度有序。利用逆电剥离技术将氧化膜从铝基体上剥离,并用磷酸去除阻挡层,得到贯通的纳米孔。并用其封装成AAO电极。以多孔氧化铝为模板,利用直流电沉积方法制备了Cu、Co纳米线阵列、Co纳米管阵列、Co纳米颗粒阵列。XRD表明Cu纳米线具有面心立方(fcc)晶体结构,Co纳米线和纳米管阵列具有密排六方(hcp)结构。VSM表明直径80nm的Co纳米线阵列在磁场方向平行于和垂直于纳米线阵列长轴时的矫顽力分别为1010Oe、380Oe;而直径120nm的Co纳米线阵列分别为900Oe、3...  (本文共75页) 本文目录 | 阅读全文>>

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一维纳米线(阵列)的电化学组装、表征及其性能研究

本论文以一维纳米线、纳米管、纳米孔阵列的电化学制备、表征及其性能为研究目的,通过电化学研究手段和现代物理测试技术对电化学法组装纳米孔阵列、导电聚合物纳米线(管)、磁性金属纳米线的影响因素、沉积机理及有关性能进行了研究,并尝试了以铝阳极氧化膜(AAO)为模板,在纳米孔内利用双槽直流电沉积法组装了不同子层厚度的Cu/Ni多层纳米线及聚苯胺/Ni多层纳米线。采用原子力显微镜(AFM)详细研究了AAO膜的微细结构,发现在AAO膜的表面除存在六方形的纳米孔阵列外,孔端还存在梅花状微细结构。以往用扫描电镜表征的纳米孔阵列,实际上是一幅排列得非常整齐、并呈周期性排布的梅花阵列图案。从电场角度分析了这种梅花状微结构的形成原因。对AAO模板进行后续腐蚀等在加工,能够制备出宏量无定形结构的氧化铝纳米线和γ-Al2O3纳米线。并研究了孔径、阻挡层、载荷、压缩位移等因素对AAO膜纳米力学性能的影响。该研究工作未见同类报道。采用扩散聚合法和恒电位聚合法分...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

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[NiFe/Cu/Co/Cu]_n多层纳米线巨磁电阻性能的研究

多层纳米线是研究电流垂直于膜面巨磁电阻(CPP-GMR)效应的重要结构,随着制备技术的发展和性能研究的不断深入,具有优异CPP-GMR性能的多层线必将成为磁电子学器件领域新一轮变革的重要推动力。论文以阳极氧化铝(AAO)为模板,采用双槽电沉积技术制备了NiFe/Cu/Co/Cu、NiFe/Cu、Co/Cu多层线阵列,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对纳米线进行表征,通过振动样品磁强计(VSM)和物理性能测试系统(PPMS)测试样品的磁性能和巨磁电阻性能。研究表明,NiFe/Cu/Co/Cu多层纳米线长径均一,分层明显,选区电子衍射结果显示,NiFe层为多晶态,Co层为六方密排hcp(100)结构,各子层生长速度为:NiFe层为1.167nm/s,Cu层为0.800nm/s,Co层为1.400nm/s。纳米线直径、热处理及沉积周期对NiFe/Cu/Co/Cu多层线阵列的磁性能和巨磁电阻性能均有很大...  (本文共94页) 本文目录 | 阅读全文>>