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准一维磁性纳米线有序阵列由于具有很强的垂直各向异性,从而成为实现超高密度垂直磁记录比较理想的纳米结构。目前,许多金属和合金等磁性纳米线阵列已经被成功的合成和研究,而对由金属-类金属组成的非晶纳米线的研究则很少。类金属含量对非晶纳米线的结构和磁性有很大的影响,因此在非晶材料领域中,人们对它们的基础研究和新的可能应用前景给予了极大的关注。磁性纳米线在应用上的致命缺点则是很容易被氧化,为了防止纳米线芯被氧化,我们在纳米线芯外面包裹上一层抗氧化的物质使其形成壳层结构的纳米电缆。
在上面所提到的基础上,本文中我们利用最近几年发展起来的基于多孔氧化铝模板的电化学沉积制备技术,成功的合成了非晶FeCoP、Fe96-xZrxB4纳米线以及Fe/Fe-DMSO同轴纳米电缆。所有的纳米阵列都具有很明显的垂直各向异性,平行于纳米阵列方向为易磁化方向。
主要内容和创新点如下:
1.首次制备了高度有序的FeCoP非晶纳米线阵列;研究了类金属元素P含量对FeCoP纳米线结构的影响;系统阐述了FeCoP纳米线的宏观和微观磁性随Fe、Co比例改变的变化关系。
2.首次研究了Fe61Co27P12非晶纳米线的结构和磁特性随热处理温度的变化关系。当热处理温度低于400℃时样品内部只有应力的弛豫而不发生晶化,高于400℃时则由晶态Fe90Co10相析出。随着热处理温度的升高,总各向异性在增加,导致了平行于纳米线方向的矫顽力和剩磁比也在增加。
3.研究了晶化温度更高的Fe96-xZrxB4纳米线阵列的结构及磁特性。与FeCoP纳米线不同的是Fe96-xZrxB4纳米线是由含少量Zr和B的α-Fe和含Zr量较多的FeZrB两相组成。
4 首次用电化学沉积方法在氧化铝模板中采用一步法合成了有序的Fe/Fe-DMSO共轴纳米电缆,研究了沉积液温度和浓度对制备纳米电缆形貌和磁性的影响。