多孔模板和一維磁性材料的制備與研究.pdf

1、自從一維材料在30年前被提出以來(lái)，一直受到科學(xué)界的廣泛關(guān)注，隨后無(wú)數(shù)的新結(jié)構(gòu)和新材料被發(fā)明和發(fā)現(xiàn)。特別地，通過(guò)模板方法能夠制備出高度有序且結(jié)構(gòu)可調(diào)的一維磁性微納米材料，對(duì)磁性器件、磁存儲(chǔ)、生物醫(yī)療、電磁噪聲抑制等發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。本論文的工作分為多孔模板（多孔氧化鋁模板和多孔硅模板）與一維磁性材料（微米管、納米線、納米管）的制備和研究?jī)刹糠帧?br>　　采用電化學(xué)陽(yáng)極硬氧化和陽(yáng)極軟氧化方法制備出了不同孔徑和孔間距的AAO納米模板

2、，并利用背光照輔助電化學(xué)隨機(jī)腐蝕的方法制備出了多孔硅微米孔徑模板。利用一次陽(yáng)極硬氧化的方法，在20℃的草酸溶液中施加220 V的電壓制備出了孔間距為265 nm的AAO模板，同時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度太高易導(dǎo)致孔形貌不規(guī)整，且孔間距大小與電壓成正比的關(guān)系。一次硬氧化方法生產(chǎn)速度快，但模板正面孔形貌較差，于是利用二次陽(yáng)極軟氧化方法，在150 V電壓下制備出了兩面一致性較好的模板，對(duì)應(yīng)的孔間距為125 nm，孔徑大小可以在70 nm-100 nm范圍內(nèi)調(diào)

3、節(jié)。由于軟氧化方法的生產(chǎn)速度慢，于是本文嘗試將二次陽(yáng)極氧化工藝引入到硬氧化中，并通過(guò)逐步提高草酸電解液濃度的方法改進(jìn)了一次硬氧化模板正面形貌較差的問(wèn)題。另外，利用背光照輔助電化學(xué)隨機(jī)腐蝕的方法制備出了多孔硅模板，模板孔形貌近似為正方形結(jié)構(gòu)，孔邊長(zhǎng)達(dá)到了微米級(jí)。多孔硅模板的機(jī)械強(qiáng)度高、耐酸堿腐蝕，且孔徑可做到微米級(jí)范圍，為一維磁性材料的制備提供了更多的選擇。
　　采用自制的多孔模板并利用電化學(xué)沉積法制備了一維磁性材料。以多孔硅微米模

4、板為基底，電化學(xué)沉積Ni，發(fā)現(xiàn)鎳圍繞著孔壁開(kāi)始生長(zhǎng)，從鎳顆粒逐漸生長(zhǎng)為鎳微米管。由于Ni微米管的缺陷和晶界比Ni顆粒更小，所以具有更小的矯頑力。同時(shí)受強(qiáng)烈的退磁能影響，Ni微米管的磁滯回線表現(xiàn)出明顯的磁各向異性。利用AAO模板制備出了不同直徑的Fe納米線（納米管）陣列，高的反應(yīng)電壓以及薄的導(dǎo)電層更易形成納米管。研究發(fā)現(xiàn)Fe納米線（納米管）陣列之間的靜磁耦合作用能夠降低納米線（納米管）陣列的磁各向異性。同時(shí)Fe納米管的磁矩呈渦旋壁形式分布