本文關鍵詞： 多孔氧化鋁模板 孔徑 孔間距 一維磁性納米結構　出處：《山西師范大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：隨著納米科學技術的發(fā)展,一維磁性納米材料由于結構的特殊性從而有很多新奇的物理性能,在諸如高密度磁存儲、光學設備,電子軟件,光學,催化以及納米傳感等很多領域都有很好的應用前景,因此備受研究者關注。多孔氧化鋁膜由于孔洞排列高度有序,參數(shù)容易調控,加上制備工藝簡單,易于工業(yè)化生產等,成為制備一維納米材料的常用模板之一。本文首先針對不同參數(shù)的氧化鋁膜進行各有側重的研究和分析,并在此基礎上研究一維磁性納米材料的性能與結構的關系。1小孔徑模板方面,主要研究單一酸中加入酒精后對氧化鋁膜參數(shù)的影響,尤其是生長速率的變化。2對于具有較大孔間距的氧化鋁膜,主要是通過檸檬酸和草酸的混合酸制備了在一定范圍內連續(xù)可調的較大孔間距的氧化鋁模板,并借助于氧化電流分析了連續(xù)可調的內在機制。3采用電化學沉積的方法在具有較小孔徑的氧化鋁模板中制備了一維磁性金屬納米材料,研究了其結構對磁學性能的決定作用。4利用較大孔徑氧化鋁模板制備鎳納米線和納米管,并分析探討了制備納米線和納米管的關鍵因素。主要研究內容如下:(1)研究硫酸中加入酒精后自組裝電壓和氧化鋁膜生長速率的變化。酒精的加入會提高自組裝電壓的范圍,而少量酒精的加入會大大提高氧化鋁膜的生長速率,酒精含量過多時生長速率反而下降。與硫酸中加入少量酒精會提高氧化鋁膜的生長速率不同的是,草酸中加入酒精后會直接降低氧化鋁膜的生長速率。這與酒精與草酸的酯化反應降低了溶液中的草酸濃度有關。(2)在檸檬酸和草酸的混合溶液中制備了較大孔間距的氧化鋁膜,且孔間距在一定范圍內連續(xù)可調。檸檬酸比例增加時,自組裝電壓和孔間距會相應變大。并通過對氧化電流的分析找到孔間距連續(xù)可調的原因,即自組裝氧化電壓的范圍取決于電解液的有效電離常數(shù)。當混合溶液中比例發(fā)生變化時有效電離常數(shù)會相應改變,自組裝氧化電壓和孔間距也會相應變化。而檸檬酸和草酸之間可任意混合,從而實現(xiàn)孔間距的連續(xù)可調性。(3)在制備各種不同孔徑和孔間距的氧化鋁模板的基礎上,采用電化學沉積的方式,首先在較小孔徑的氧化鋁模板中制備了一維磁性金屬納米陣列,并各有側重的研究了磁學性能。即Fe納米線的磁學性能與直徑的關系,Ni納米鏈和納米線的磁學性能與結構的關系以及不同沉積液溫度對Co納米線結構從而對磁學性能的影響。(4)而后研究了較大數(shù)值的相同外徑的Ni納米線和納米管的磁各向異性與結構的關系,以及制備不同納米結構的關鍵實驗條件。在較大孔徑氧化鋁模板中制備的Ni納米線易磁化軸沿線軸方向,而納米管易磁化軸垂直于線軸方向。在氧化鋁模板結合電化學沉積制備納米線或納米管時電流密度起著關鍵作用。電流密度較小時易長成納米管,較大時易生長成納米線,在中間時有可能是納米線和納米管并存,或者先生長成納米管再生長成納米線。產物結構是線還是管取決于模板孔洞存在的吸附能和電場能之間的競爭。
[Abstract]:A one - dimensional magnetic metal nano - material has been studied and analyzed by means of electrochemical deposition , which can improve the growth rate of alumina film . ( 4 ) The relationship between the magnetic anisotropy and the structure of Ni nanowires and nanotubes with the same outer diameter is studied . The key experimental conditions for the preparation of different nano - structures are discussed .

【學位授予單位】：山西師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TQ133.1

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本文編號：1460296