Fabrication,Characterizations and Magnetic Response of Five Different Nanoarchitectures and Fe--CoNi Core--Shell Nanostructure摘要
使用阳极氧化铝(AAO)模板制造出直径为50(D1)、100(D2)、150(D3)和200nm(D4)的钴镍(CoNi)合金纳米管(NTs)。利用X射线衍射光谱(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、振动样品磁强计(VSM)和综合物性测量系统(PPMS)分析方法对系统的结构、形态和磁性进行了系统研究。对CoNi-NTs样品的性能、磁化反转机理已经通过矫顽力的角度依赖性进行了解释。低温研究表明:纳米管的矫顽力HC遵循热激活模型;HC的温度依赖性符合能量势垒场依赖性的3/2幂次关系。 核壳纳米结构是一类具有广阔应用前景的新型非结构材料。使用两步直流恒电位电沉积法在阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孔中合成了以铁(Fe)为核以钴镍合金为壳的核壳结构。X射线衍射和电子显微镜证实分别在核和壳区域存在Fe的体心立方(bcc)结构和CoNi的面心立方(fcc)结构。通过验证矫顽力(HC)的角度依赖性完成了对磁化反转机制的比较研究,矫顽力对角度的依赖关系取决于在能量势垒层上的热激活,且在磁场下符合3/2幂次关系。此外,发现单位面积的平行磁化强度(Hs/A)取决于AAO模板的直径,且随直径的增加呈现线性响应。 使用简单且低成本的室温电化学沉积技术,在纳米孔径为150nm的AAO模板中制备了Heusler型准一维纳米Ni2FeGa。所制备的磁纳米异质结构是具有次生γ相的L21相,在室温以及低温下研究了其磁性。研究发现:饱和磁化强度Ms随着温度的升高而降低;纳米线在5K到350K范围内保持铁磁性;Ni2FeGa纳米线(NWs)和纳米管具有相同的饱和磁化强度,共振场Hr的差异主要归因于在固定微波频率中磁场作用下各向异性场Hk的差异;NT样品的Hr小于NW样品的Hr。 通过在室温下使用低成本电沉积工艺,在纳米孔径为100nmAAO模板中制备了坡莫合金纳米管。采用场发射扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射对Ni80Fe20-NTs的结构、形貌、元素分布等进行了研究与分析。制备的坡莫合金磁纳米结构为面心立方结构,本质上为多晶材料。初始准一维磁纳米结构制备完毕后,将Ni80Fe20-NTs在200、400和600℃退火。VSM测量表明所有制备的样品本质上都具有铁磁性。此外,采用VSM测试室温磁性质,包括饱和磁化强度(Ms)、矩形度(SQ)、矫顽力与退火温度的关系。通过验证矫顽力对角度的依赖关系,对磁化反转机理进行了对比研究,证实形状各向异性决定了NTs的长轴为易磁化方向;退火温度改善了坡莫合金NTs的磁性能。 在AAO模板中,采用溶胶凝胶法合成了BaTiO3(BTO)和Bi2FeCrO6(BFCO)等多铁性磁纳米异质结构。BTO在700℃退火,而BFCO在630℃退火。分别用FE-SEM、EDX和XRD研究了两种多铁性磁纳米异质结构的组分和相结构,BTO的相为立方钙钛矿结构,而BFCO为六方钙钛矿结构。
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