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基于磁场调控化学沉积进行金属纳米结构制备的研究

解胜利  
【摘要】: 随着微电子学的快速发展,具有小功耗、快速、高集成度特征的纳米电子器件作为下一代器件而备受关注。如何有效方便的制备出纳米结构是制备纳米电子器件的第一步,也是其关键所在。纳米尺度的磁性材料,由于其在高密度磁存储、磁性传感器以及低维体系中探讨磁现象基本规律等方面有着广泛的应用前景而引起人们的极大兴趣与关注。 本文提出了在磁场诱导的作用下,利用选择性化学沉积制备纳米结构的新方法。本文的主要工作如下: 1、通过无模板法在磁场诱导下利用溶液中镍离子与联胺的氧化还原反应机理制备得到了金属镍的纳米线。对制备得到的镍纳米线进行形貌结构与磁学性质的表征。在普通光刻工艺制备的金电极上,利用基于分子组装的镍选择性化学沉积方法获得镍电极,再将镍纳米线通过磁场诱导组装获得连接电极对的纳米结构。 2、结合磁场诱导与选择性化学沉积,在微米级间隙金电极界面上原位生长镍纳米线。通过对条件的选择优化,得到了镍纳米线阵列结构和镍纳米间隙电极。对制备的各种纳米结构形貌运用SEM及其EDXA能谱分析系统等进行了表征。 3、以分子自组装膜的掩模紫外曝光图形为模板,垂直磁场诱导下运用选择性化学沉积制备镍金属微图形。通过运用TEM、SEM及其EDXA能谱分析系统等对产物进行形貌表征和结构分析。结果表明,通过外磁场的诱导作用,制备的微图形能够较好复制掩模板的形貌,且图形薄膜更为均匀致密,颗粒大小均一,进一步表明这种方法具有较好的限域沉积效果和分辨率。 本文结合磁场诱导与选择性化学沉积,发展了一种新型的制备磁性金属纳米结构的方法,该方法简便易行、适用性广。为纳电子材料与纳米结构的制备、有序组装及纳电子器件的发展起到推动作用。


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