Gd-Co納米線-管陣列的電化學(xué)制備及其形貌和性能表征.pdf

1、由于納米管和納米線具有結(jié)構(gòu)和性能的特殊性，近年來它已逐漸成為材料、化學(xué)、電子等學(xué)科領(lǐng)域里的重要研究對象。而納米管和納米線獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使它們的可控制備增加難度，并且對其性能的研究也比較困難。由于陽極氧化鋁模板（AAO）具有高度有序的孔道、制作簡便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究中。作為一種快速、可操作性強(qiáng)、高能效、易重復(fù)的合成方法，電化學(xué)沉積法以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)成為制備納米材料的一種有效途徑，在納米材料的制備方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、r>　　本論文中，我們運(yùn)用直流電化學(xué)沉積法以陽極氧化鋁膜作為模板，制備出直徑和長度均勻的Gd-Co納米管和納米線。然后利用SEM和TEM來觀察納米線/管的形貌并測量其幾何尺度。使用EDX來測量Gd-Co納米線和納米管中各元素的相對含量，通過XRD及SEAD來確定Gd-Co納米線和納米管的晶體結(jié)構(gòu)。最后，通過綜合物性測量系統(tǒng)(PPMS)在常溫下對各種條件下制得的納米管和納米線的磁性能進(jìn)行測試并做詳細(xì)的分析。
　　實(shí)驗(yàn)中，采用兩次陽極

3、氧化法制備了氧化鋁模板。通過控制氧化液的種類和濃度、一次氧化時(shí)間、擴(kuò)孔時(shí)間等可以控制模板孔徑大小。通過二次氧化時(shí)間來改變模板的厚度，二次氧化時(shí)間越長模板越厚。
　　本文中分別利用自制模板和商業(yè)模板成功制得Gd-Co納米管和納米線，其多為管線混合結(jié)構(gòu)。通過改變模板孔徑、沉積液濃度及沉積電壓，發(fā)現(xiàn)模板孔徑越小、沉積液濃度大越容易成實(shí)心線狀結(jié)構(gòu)，模板孔徑越大、沉積液濃度小越容易成空心線狀結(jié)構(gòu)。EDS分析確定納米線/管是由Gd和Co組成。

4、通過XRD和TEM測量說明退火前的納米線/管為非晶結(jié)構(gòu)，經(jīng)退火后重新結(jié)晶形成多晶結(jié)構(gòu)。通過磁性能的測量表明，Gd-Co納米管隨沉積電壓降低其易磁化軸由平行于納米管方向翻轉(zhuǎn)為垂直于納米管。這是因?yàn)殡S著沉積電位降低，沉積速率增大，沉積相同時(shí)間納米管長度變大，同時(shí)強(qiáng)磁性元素Gd的含量增加，因此Gd-Co納米管間的靜磁耦合作用能增加，從而使形狀各向異性起決定作用逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殪o磁耦合作用起決定作用。退火后的納米管被晶化，磁性能提高。而且隨著退火溫度