Co2FeSn和Fe2CoSn Heusler合金纳米线的制备及磁性研究

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X2YZ型Heusler合金(X和Y是过渡金属,Z是主族元素)因其结构的多样性,蕴藏着优异的磁学和电学性能,在当今的电子工业和各种工程应用中被广泛使用。一维磁性纳米材料体积小,比表面积大,具有磁各向异性、超顺磁性、以及磁相关的小尺寸效应,在磁记录、自旋电子和生物医药等方面具有潜在的应用价值。本文借助氧化铝模板(AAO),采用成本低、灵活可控的直流电沉积法制备了Co2FeSn和Fe2CoSn纳米线,探究了实验参数的改变对样品的微结构和磁性的影响。本工作对于一维Co基和Fe基Heusler合金新型材料的研究具有重要的意义。本工作首先通过二次阳极氧化法制备氧化铝模板。以硫酸和草酸作为电解液,分别获得孔径约为30和60 nm的模板;增加扩孔时间可获得孔径为80 nm的模板。以自制的AAO为模板,利用直流电沉积法成功制备出直径为30、60和80 nm B2结构的Co2FeSn纳米线,通过XRD测试可知制备的纳米线呈体心立方结构(bcc)。通过SEM图像中发现纳米线的长度与电沉积温度和电沉积时间有关,高温能促进纳米线生长,电沉积时间越长所获得纳米线也越长。磁性研究结果表明,Co2FeSn纳米线的易磁化轴垂直于纳米线长轴,磁性反转机制是一致反转模式,矫顽力随Co2FeSn纳米线直径的增加而减小,剩磁比随直径的增加逐渐降低。其次,利用直流电沉积法在自制的AAO模板中成功制备了B2结构直径为60 nm的Fe2CoSn纳米线,纳米线的长度为5.05μm。在同一制备条件下可制备出直径为30和80 nm Fe2CoSn纳米线,长度分别为5.2和5.5μm。在电沉积时间为30 min时制备的纳米线最长,对应的矫顽力为380.12 Oe。通过对30、60和80 nm三种不同直径纳米线的磁性进行测量发现,直径为30和60 nm的Fe2CoSn纳米线的易磁化轴平行于纳米线长轴,而80 nm Fe2CoSn纳米线的易磁化轴垂直于纳米线。Fe2CoSn纳米线的磁化反转机制为一致反转模式,矫顽力随直径的增加而降低,直径为30 nm的纳米线的矫顽力高达511.02 Oe。
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