鐵磁同軸納米線制備及其磁光特性研究.pdf

1、隨著光信息技術(shù)和納米制備技術(shù)的發(fā)展，磁光效應(yīng)及各種磁光器件因其獨(dú)特的性能和廣闊的應(yīng)用前景吸引了人們廣泛的關(guān)注。由于塊體材料和單純薄膜材料的磁光響應(yīng)不高，限制了磁光器件的發(fā)展。因此，如何通過新興技術(shù)實(shí)現(xiàn)法拉第效應(yīng)的增強(qiáng)已成為研究熱點(diǎn)。近年來，許多研究表明通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如采用納米線、納米圓盤等新型納米結(jié)構(gòu)，可增強(qiáng)材料的法拉第效應(yīng);同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)通過貴金屬納米顆粒誘導(dǎo)的表面等離激元共振也可以增強(qiáng)該效應(yīng)。本文將結(jié)合上述兩種增強(qiáng)法拉第效應(yīng)的方法，

2、制備貴金屬Ag納米粒子修飾的鐵磁同軸納米線，進(jìn)一步提升材料的磁光性能，具體研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　1.鐵磁同軸納米線制備
　　我們結(jié)合化學(xué)氣相沉積、磁控濺射和快速熱退火處理的方法，在ZnO納米線陣列上成功地制備出ZnO/Fe、ZnO/Fe/Ag(粒子)和ZnO/Ag(粒子)/Fe鐵磁同軸納米線。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀和透射電子顯微鏡測(cè)試發(fā)現(xiàn)，納米線垂直于襯底生長，呈現(xiàn)出預(yù)期的同軸結(jié)構(gòu);修飾的Ag納米顆粒相對(duì)均勻，

3、平均尺寸為25nm，超過70％的顆粒分布在20-35nm的尺寸范圍內(nèi)。
　　2.鐵磁同軸納米線磁光特性研究
　　我們利用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)和法拉第測(cè)量?jī)x等不同儀器對(duì)鐵磁同軸納米線的磁學(xué)、磁光性能等進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明，納米線結(jié)構(gòu)和貴金屬顆粒引入都可以增強(qiáng)鐵磁材料的法拉第效應(yīng)。相比于ZnO/Fe薄膜材料，ZnO/Fe、ZnO/Fe/Ag(粒子)和ZnO/Ag(粒子)/Fe納米線法拉第效應(yīng)分別增強(qiáng)了33、52和58倍。
　　

4、3.鐵磁同軸納米線磁光效應(yīng)增強(qiáng)機(jī)制探索
　　我們通過吸收譜測(cè)量以及FDTD Solution軟件模擬研究了鐵磁同軸納米線磁光效應(yīng)增強(qiáng)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，納米線具有較長光程，且由于ZnO的光學(xué)腔作用，增加了入射光的反射，使法拉第偏轉(zhuǎn)角明顯增強(qiáng)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在光的激發(fā)下，Ag納米顆粒會(huì)產(chǎn)生表面等離子體共振效應(yīng)，增強(qiáng)周圍電磁場(chǎng)促進(jìn)光與鐵磁材料的相互作用，從而引起磁光法拉第效應(yīng)增強(qiáng)。且Ag納米顆粒嵌入在ZnO核層和Fe殼層之間時(shí)，電磁場(chǎng)和鐵磁層