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本文以多孔氧化铝薄膜为模板,采用直流电化学沉积技术,通过调节沉积参数实现了对镍和钴纳米线阵列生长取向和晶体结构的控制;对它们的磁学和热学性能变化规律进行了系统的研究,为构筑磁性高密度存储器件奠定了物理基础。主要内容和创新点如下:
⑴精确控制磁性纳米线的生长。在较低的沉积温度和电压下,随着直径的增加,镍纳米线的生长取向由[110]方向逐渐向[111]方向转变。在较高的沉积电压下,不同直径的镍纳米线都具有[110]的生长取向。同样,在较低的沉积电压下形成的钴纳米线具有六角结构且生长取向沿着[10(-1)O]方向,而在较高的沉积电压下形成的钴纳米线具有面心结构且生长取向沿着[110]方向。
⑵系统研究了磁学性质的变化规律。不管是单晶还是多晶镍纳米线阵列,它们的居里温度都是随着直径的增加而增加,而它们的矫顽力都是随着纳米线直径的增加而减小。同样直径的面心结构钴纳米线比六角结构钴纳米线具有更高的矫顽力。
⑶全面分析了磁性纳米线的热学性质。随着直径的增加,镍纳米线的晶格膨胀量呈现一个“V”字形的变化趋势;同时,随着温度升高六角结构钴纳米线没有发生结构相变。