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一维磁性纳米线有序阵列在超高密度垂直磁记录方面广阔的应用前景,使其成为近些年来材料领域的研究热点之一。利用阳极氧化铝(AAO)模板法制备磁性纳米线阵列的方法既简单又经济,其优势是其他方法所无法比拟的。因而本文利用AAO模板,在水溶液中通过直流电化学沉积的方法获得了Fe7Co3 、FeCo、Sm-Co及Fe7Co3/Sm-Co、FeCo/Sm-Co双相合金纳米线阵列。并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱分析仪(EDS)以及振动样品磁强计(VSM)对纳米线阵列的晶体结构、形貌、成分和磁性进行了研究,并研究了晶化退火处理对其结构和磁性能的影响。主要的工作内容及研究结果如下:
1. 总结了制备AAO模板过程中铝片退火状态、电解液的种类和浓度以及氧化次数对模板孔直径、有序性、孔道的平直性以及模板厚度等参数的影响。
2. 利用AAO模板成功的制备出Fe7Co3和FeCo磁性纳米线阵列,并对其结构、形貌、成分和磁性能作出分析研究。研究结果表明,制备出的Fe7Co3为体心立方结构,无择优生长取向,但存在磁各向异性,饱和磁化强度比FeCo的高,是性能优良的软磁相。沉积态的FeCo纳米线矫顽力和剩磁比均高于Fe7Co3。热处理后Fe7Co3出现易磁化轴,平行于纳米线的长轴方向为易磁化方向,退火后矫顽力与剩磁比均得到提高。
3. 通过直流电沉积的方法在水溶液中制备出Sm-Co合金纳米线阵列,纳米线为非晶无定形结构,具有较好的线性结构。在AAO模板孔洞中部分Sm-Co合金纳米线出现非连续生长。TEM的观察中发现少量纳米管的存在。通过EDS和VSM的分析得出沉积液中Sm3+含量越高,得到的纳米线中的Sm元素比例也越高,矫顽力越大。退火处理使非晶态合金部分晶化,磁性能有所升高。
4. 以制备单相合金的方法,利用双槽沉积在AAO模板上成功的制备出Fe-Co和Sm-Co的双相合金纳米线阵列。沉积态的双相合金磁性能优于其各单相合金。虽然退火后矫顽力有所下降,但是矫顽力、剩磁比以及综合磁性能都得到提高。双相混合沉积时,综合磁性能比双相交替沉积时要差。