氧化铝膜板制备一维纳米线阵列及其结构表征与性能研究

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纳米结构具有独特和新颖的优异性能,采用阳极氧化法制备高度有序的多孔阳极氧化铝模板,因其独特纳米阵列结构而被研究人员广泛关注。因此,应用多孔氧化铝模板制备纳米线具有了重要的意义。本文主要是应用多孔氧化铝模板使用不同方法制备一维纳米线,对氧化铝模板的孔洞直径、深度和孔间距的调整,实现对纳米线的纵横比的控制。并对制备的纳米线阵列进行了大量的形貌表征和性能测试。主要内容如下:采用二次阳极氧化法制备孔径可控的多孔氧化铝模板,通过SEM观察其结构和貌,对影响模板的形貌、有序性的因素做了对比研究。铝片的退火处理和氧化温度维持在稳定的低温,能提高模板的有序性。氧化铝模板的孔径大小通过调节氧化电压,电解液的浓度和扩孔时间开控制,氧化时间的长短可以调节纳米线的长度。对多孔氧化铝模板的形成机理进行探讨。应用氧化铝模板通过多种方法制备出Ni,Fe和Pb纳米线,使用SEM、TEM、XRD等手段对其结构和形貌进行表征,并用通过PPMS对其磁学性能进行研究。应用氧化还原法大面积的合成Ni和Fe纳米线,合成的纳米线尺寸均匀,形貌美观。应用此方法操作简便,经济实惠,易制备纳米线,还可以制备氧化还原电势小于铝的多种金属纳米线。对其进行性能分析,Ni和Fe纳米线的磁滞回线表现出顺磁性,同时Fe纳米线的穆斯堡尔谱也证明纳米线具有顺磁性,我们推测这是由组成纳米线中的小晶粒造成。纳米线表现出具有磁各向异性,且易磁化方向是纳米线的生长方向。通过原电池法和电化学沉积制备出不同直径的Ni和Pb纳米线,对不同直径的纳米线进行了相应的物理性能测试,结果都符合尺寸效应的理论。
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