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Fe-Pd纳米线阵列的制备与磁性研究

许志兵  
【摘要】:本论文以FePd合金纳米线阵列作为研究对象,并对材料的制备方法、形貌及磁性能进行了分析研究。文中探索了硅衬底阳极氧化铝模板的制作工艺,以及以此模板电沉积自由站立FePd纳米线阵列的具体方法,重点讨论了FePd合金纳米线阵列在沉积态、含模板退火态、去模板退火态的磁性能及相变问题。在本文实验中,我们使用X射线能量色散谱仪(EDX)测量FePd合金纳米线的成分,用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征样品的形貌,用X射线衍射(XRD)分析材料的相结构,用振动样品磁强计(VSM)测试材料的磁性能。论文主要的研究工作如下: 1.硅衬底阳极氧化铝模板的制备与表征 利用磁控溅射仪在硅基片上依次溅射30nm Ti、100 nm W、1μm Al的多层薄膜,并在草酸溶液中进行阳极氧化得到双通AAO模板。根据XY记录仪所测阳极氧化的“电流—时间”曲线,通过稳态孔生长机理分析了Al、W薄膜在形成多孔结构的过程都会依次经历阻挡层产生、孔的成核、稳定态孔结构的三个阶段。利用AFM分别扫描了多孔氧化铝和多孔钨的表面形貌。多孔氧化铝呈六角密排结构,孔径约75nm,与使用高纯铝箔阳极氧化所得AAO模板保持一致。多孔钨薄膜几乎沿袭了AAO模板的结构,并且孔洞深度较浅,非常适合作为制备自由站立金属及合金纳米线的电极。 2.FePd合金纳米线阵列的制备与磁性能 以配制好的Pd(NH3)4Cl2, Fe(C7H6O6S)2、(NH4)2SO4的混合溶液作为FePd共沉积溶液,使用Ti-W-Al薄膜阳极氧化制备的双通AAO模板,采用电化学分析仪IT模式,通过直流电沉积了一系列长度一致的FePd合金纳米线阵列。使用EDX检测样品的成分,分析其随沉积电位的变化。使用VSM测试了样品在沉积态、含模板退火态、去模板退火态不同情况下垂直膜面及平行膜面的磁滞回线,以此研究样品的磁性能。发现有些样品在600℃退火后呈现蜂腰型磁滞回线,包含相对软磁和相对硬磁的两种磁性相,并且表现出方向依赖性。在此基础上,根据样品退火前后矫顽力的变化,我们推测FePd合金纳米线形成了织构化的L10有序相。此外,通过比较含模板退火和去模板退火后的磁性能,发现AAO模板对样品相变的影响并不明显。


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