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由于纳米结构材料的特性及其潜在的应用,制备和合成技术成为近年来材料领域的一个研究热点,其中采用模板辅助技术合成纳米结构材料的方法由于其自身优点而倍受青睐。本文采用一种新型的模板辅助技术制备了多种纳米结构材料,并对模板结构尺寸和制得的纳米棒薄膜进行了研究和讨论。
本论文采用电化学阳极氧化-化学溶蚀法制备得到了新型的模板:铝基纳米点阵模板(Aluminum Lattice Membrane,ALM)。通过对不同条件下制备的ALM模板结构尺寸的研究,发现模板结构尺寸基本上符合线性关系式:Dunit=k·U。
通过铝基纳米点阵模板-磁控溅射(ALM-MS)的方法,成功制备了多种纳米棒薄膜。以金属锌为溅射靶材,氧气为工作气体,氩气为溅射气体,沉积得到了氧化锌纳米棒薄膜;以金属镍、银为溅射靶材,氩气为溅射气体,沉积得到了金属镍-银纳米棒薄膜;以金属铁为溅射靶材,氩气为溅射气体,沉积得到了金属铁纳米棒薄膜。这些纳米棒薄膜都是溅射沉积在ALM模板上的。
本论文研究了直流反应磁控溅射法制备氧化锌纳米棒薄膜样品在室温下的光致发光性能。在室温下对 ZnO纳米棒薄膜光学性能的研究证明,在较低的氧气/氩气流量比(1:10)下,在近紫外均出现了本征发射峰,而只有短时间的溅射条件下制得的ZnO纳米棒薄膜在可见光区能出现了蓝绿色发射峰;在较高的氧气/氩气流量比(3:8)下,不同溅射时间条件下沉积得到的ZnO纳米棒薄膜样品在近紫外出现了本征发射,在可见光区也出现深能级发射。
本论文分别研究了直流磁控溅射法制得的镍-银纳米棒薄膜和铁纳米棒薄膜样品样品在室温下磁学性能。结果表明在纳米铝点阵模板上制备的镍-银纳米棒薄膜和铁纳米棒薄膜均有纳米棒组成。在室温下分别研究了镍-银纳米棒薄膜和铁纳米棒薄膜的磁学性能,发现镍-银纳米棒薄膜和铁纳米棒薄膜的磁滞回线均表现出为典型的软磁特性(较小的较小矫顽力,剩磁,和矩形比),易磁化方向均为纳米棒轴向(即外加磁场垂直于ALM模板),而不同溅射循环(或溅射时间)下制备的镍-银纳米棒薄膜(或铁纳米棒薄膜)的矫顽力Hc∥均略大于Hc⊥。