鎳納米線陣列的生長動力學及磁性研究.pdf

1、金屬鎳納米線陣列在垂直磁記錄領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，如何生長高質(zhì)量的鎳納米線陣列是其應(yīng)用要解決的關(guān)鍵問題之一。本文采用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和振動樣品磁強計(VSM)開展了鎳納米線陣列電沉積動力學參數(shù)、電化學沉積機理、納米線結(jié)構(gòu)與磁性關(guān)系的研究。 利用二次陽極氧化的方法在不同腐蝕介質(zhì)中，制備了不同孔徑的多孔氧化鋁模板，研究了鋁的純度、拋光、溫度、氧化電壓等因素對氧化鋁模板的孔有

2、序性和孔徑大小的影響，發(fā)現(xiàn)高純鋁、電拋光、低溫和適中的氧化電壓有利于提高氧化鋁模板的有序性。 采用恒電位三電極體系進行電沉積制備鎳納米陣列。研究表明，納米線的直徑與模板納米孔直徑相當，隨納米線的直徑由小變大，其結(jié)構(gòu)逐漸由單晶變?yōu)槎嗑?。通過研究沉積電流與時間的關(guān)系(I-t曲線)，確定了鎳納米線陣列在不同溫度下的沉積是一個典型的動力學過程，據(jù)此測定了直徑為160nm、40nm、25nm的鎳納米線的表觀生長激活能分別為1.26 eV、

3、0.71 eV和0.25eV。納米線直徑越小，其表觀生長激活能越小。 通過分析沉積過程的I-t曲線和鎳納米線陣列電極的極化曲線，確定電化學反應(yīng)步驟為整個電沉積過程的控制步驟；通過測定不同濃度下的陰極極化曲線，計算了沉積過程中交換電流密度，發(fā)現(xiàn)了納米微電極直徑減小，交換電流密度增大的動力學規(guī)律。通過對電極反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)的研究，提出了鎳納米線陣列電沉積反應(yīng)機理。 在上述工作基礎(chǔ)上，利用正交實驗確定了制備單晶鎳納米線陣列的最