稀土氧化物准一维纳米阵列的制备及磁性能研究

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维磁性纳米阵列体系由于在超高密度磁存储、纳米器件等方面的潜在应用而成为研究热点。本论文以稀土氧化物纳米线和纳米管阵列为研究对象,通过掺杂过渡金属、结构控制、不同热处理工艺等,调控稀土氧化物纳米结构性能。采用负压抽滤法在阳极氧化铝(AAM)模板中制备出大面积,有序的稀土氧化物一维磁性纳米阵列结构。主要研究内容及结果如下:1、采用两步阳极氧化法分别在0.3M的硫酸、草酸、磷酸溶液中,分别制备出孔径为30nm.50nm.70nm.100nm.120nnm AAM模板,并系统地探讨了工艺条件对AAM模板纳米孔阵列的影响。2、以负压抽滤法在AAM模板中构筑了非品态的Gd203和GdNixOy纳米管阵列。Gd2O3、GdNixOy纳米管阵列在H//和H⊥方向表现出形状各向异性,易磁化方向均为沿着平行于纳米管阵列的方向,Ni的引入使得GdNixOy纳米管阵列的磁各向异性明显增大。3、对GdNixOy纳米管阵列掺杂Eu3+,Eu元素引入后,GdNixOy:Eu3+纳米管阵列表现出明显的形状各向异性,在H//方向具有顺磁性,在H⊥方向具有超顺磁性。荧光光谱表明:以394nm的光激发时,GdNixOy:Eu3+纳米管阵列在646nm出现一个宽的发射峰,此为Eu3+的5Do-7F1跃迁,Eu3+的最佳掺杂浓度为8%。4、稀土氧化物纳米管磁性能与阵列结构和热处理工艺具有关联性。当GdNixOy由纳米管变为纳米线后,形状各向异性显著增大,易磁化方向均为沿平行于纳米阵列的方向。GdNixOy纳米管阵列分别在300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃、900℃F热处理4h后,结果表明:在400℃热处理4h后,GdNixOy纳米管在H//方向矫顽力、剩磁、矩形比,出现最大值。
摘要第3-4页
Abstract第4页
目录第6-9页
第一章 绪论第9-28页
    1.1 纳米材料概述第9-11页
        1.1.1 纳米材料的分类及性质第9-10页
        1.1.2 纳米材料的发展历程与发展趋势第10-11页
    1.2 一维纳米结构材料第11-14页
        1.2.1 模板法组装一维纳米结构材料第11-13页
        1.2.2 一维纳米结构材料的应用第13-14页
    1.3 稀土纳米材料第14-15页
    1.4 磁性纳米材料第15-20页
        1.4.1 磁性纳米材料基本概念和主要性质第15-17页
        1.4.2 一维磁性纳米阵列第17-20页
    1.5 选题背景及研究内容第20-22页
        1.5.1 选题背景第20-21页
        1.5.2 研究内容第21-22页
    参考文献第22-28页
第二章 多孔阳极氧化铝模板的制备及表征第28-41页
    2.1 引言第28-29页
    2.2 实验部分第29-32页
        2.2.1 实验试剂和仪器第29-30页
        2.2.2 多孔阳极氧化铝模板(AAM)的制备过程第30-32页
    2.3 AAM模板表征第32-34页
        2.3.1 形貌分析第32-33页
        2.3.2 AAM模板的晶相结构第33-34页
    2.4 工艺参数对AAM模板的影响第34-38页
        2.4.1 阳极氧化电流密度的影响第34-35页
        2.4.2 电解液种类对AAM模板的影响第35-36页
        2.4.3 电解液温度对AAM模板的影响第36页
        2.4.4 扩孔次数对AAM模板的影响第36-37页
        2.4.5 氧化时间的影响第37-38页
    2.5 多孔阳极氧化铝膜形成机理第38页
    2.6 本章小结第38-39页
    参考文献第39-41页
第三章 Ni掺杂Gd_2O_3纳米管阵列的制备及磁性能第41-55页
    3.1 引言第41-42页
    3.2 实验部分第42-45页
        3.2.1 实验试剂与仪器第42-43页
        3.2.2 Gd_2O_3、GdNi_xO_y纳米管阵列制备第43-45页
        3.2.3 Gd_2O_3、GdNi_xO_y纳米管阵列表征第45页
    3.3 结果与讨论第45-51页
        3.3.1 Gd2O_3、GdNi_xO_y纳米管阵列的形貌第45-48页
        3.3.2 Gd2O_3、GdNi_xO_y纳米管阵列晶相结构第48页
        3.3.3 Gd2O_3、GdNi_xO_y纳米管阵列元素组成第48-49页
        3.3.4 Ni掺杂Gd_2O_3纳米管阵列的磁性能第49-51页
    3.4 本章小结第51-52页
    参考文献第52-55页
第四章 Eu~(3+)掺杂GdNi_xO_y纳米管阵列的制备及性质第55-65页
    4.1 引言第55页
    4.2 实验部分第55-57页
        4.2.1 实验试剂与仪器第55-56页
        4.2.2 GdNi_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列制备第56页
        4.2.3 GdNi_xEu_yO_z纳米管阵列表征第56-57页
    4.3 结果与讨论第57-62页
        4.3.1 GdNi_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列的形貌第57-58页
        4.3.2 GdNi_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列晶相结构第58-59页
        4.3.3 GdNi_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列元素组成第59页
        4.3.4 GdNi_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列磁性能第59-61页
        4.3.5 GdNi_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列的荧光性能第61-62页
    4.4 本章小结第62-63页
    参考文献第63-65页
第五章 稀土氧化物纳米结构与磁性能调控第65-75页
    5.1 引言第65页
    5.2 结构对磁性能的影响第65-69页
        5.2.1 GdNi_xO_y一维纳米阵列的形貌第65-67页
        5.2.2 GdNi_xO_y一维纳米阵列的晶相结构第67页
        5.2.3 GdNi_xO_y一维纳米阵列的磁性能第67-69页
    5.3 热处理工艺对磁性能的影响第69-72页
    5.4 本章小结第72-73页
    参考文献第73-75页
致谢第75-76页
硕士期间发表的论文第76页
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