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由于磁性纳米结构在传感器、微波吸收、生物标记和分离以及高密度记录介质等方面有着潜在的应用前景,合成和表征磁性纳米结构受到了广泛的关注。众所周知,在阳极氧化铝模板中电化学沉积过渡金属磁性纳米线和纳米管是一种相对简单和廉价的方法,由于这种方法合成的纳米线和管长径比高、且容易调控,因此受到了广泛的利用。 该论文中的第一个工作是利用低成本的电化学沉积法合成了平均直径为200nm的CoxPt1-x纳米线和纳米管。然后对制备的纳米线和纳米管在不同的温度下磁场退火、并研究了退火前后纳米线和纳米管的结构和磁学性质的改变。其中退火过程中磁场是沿垂直于纳米线和管的轴向施加的,大小为1T。X射线衍射(XRD)结果显示对于Co80Pt20纳米线其主要相为面心立方结构,退火可以使其结晶度更好。然后利用振动样品磁强计(VSM)来研究了其磁学性质,包括饱和磁化强度(Ms)、方形比(Mr/Ms)、矫顽力(Hc)随着退火温度的变化关系。 第二个工作是利用一种非水性的电化学方法合成了硬磁相Sm2Co17纳米线和纳米管。合成的纳米线的平均直径是80nm和200nm,纳米管的是200nm。接着探讨了磁场退火前后,直径是80nm的纳米线的结构和磁学性质的变化,退火过程中施加的磁场大小为1T,沿平行于纳米线的轴向方向,在300℃下退火一个小时。XRD结果显示Sm2Co17纳米线的主相是六角密堆积结构。磁场退火会导致Sm2Co17纳米线的Hc增加,原因是磁场退火过程会导致更多的磁矩方向沿磁场方向排列。磁场退火后纳米线间的强耦合导致磁化翻转机制从卷曲翻转变成一致翻转。低温测量结果显示纳米线的磁性能显著的提高,表现在Hc、Ms和SQ均有增加,原因是低温时纳米颗粒的铁磁性、磁晶各向异性和热弛豫都会改变。 第三个工作是用电化学沉积法合成了直径为200和100nm的Fe1-xMnx纳米线,以及200nm的Fe1-xMnx纳米管。并对直径为100nm的Fe75Mn25纳米线进行了不同温度下磁场退火,1T磁场分别沿平行和垂直于纳米线轴向方向施加。对反铁磁纳米线的磁学参量例如Hc、SQ和Ms等都进行了讨论,并观察到纳米线中磁化一致翻转机制,这是由于纳米线之间强烈的相互作用所导致。 第四个工作是采用两步法合成了壳核同轴结构Co90Pt10Bi0.87La0.13FeO3(铁磁芯和多铁壳)的复合纳米线。其中,多铁Bi0.87La0.13FeO3(BLFO)壳层是利用溶胶-凝胶方法在直径为120nm的AAO模板中合成的,接着利用电化学方法在BLFO中沉积Co90Pt10(CoPt)磁芯。然后测试研究了其磁学和铁电特性以及反铁磁BLFO对铁磁芯Co90Pt10的交换偏置现象,观察到了较大的交换偏置场Hex。其中室温和低温的交换偏置场分别为45Oe和77Oe。发现导致低温下交换偏置场和矫顽力较大的因素主要是热波动效应,并且超顺磁效应以及热弛豫现象随温度的减小而显著减小。