论文部分内容阅读
自碳纳米管被发现以来,人们对纳米管的研究已经有了大量的工作。由于纳米管具有许多优良的特性,如特殊的直接电子传递能力和生物相容性等,因而在纳米器件、纳米催化、纳米传感器等领域有着广泛的应用价值。此外,考虑到ZnO基稀磁半导体材料具有室温铁磁性,是自旋电子器件的主要候选者。为此,本论文基于阳极氧化铝模板(AAO),采用直流电沉积技术首先制备了金属Zn纳米管,并通过对Zn纳米管的空气退火处理得到了ZnO纳米管。在此基础上,采用相同的方法,进一步得到了NiZn合金纳米管和NiZnO纳米管,并利用XRD、EDS、SEM、TEM、SPM和PPMS等手段对其微结构和物性进行了表征。取得的主要结果如下:1.研究了AAO模板与电解液成分、浓度、pH值以及氧化电压的关系。通过SEM和SPM对模板的表征,发现硫酸和草酸制备出的模板孔洞均匀且较为规则,而采用磷酸制备出的模板孔洞分布不均匀,而且孔道极易在制备过程中分叉。孔洞半径的关系为:d硫酸<d草酸<d磷酸。2.基于AAO模板,采用直流电沉积技术成功制备了金属Zn纳米管,通过XRD、SEM和TEM等对其结构进行了表征。认为金属Zn纳米管的形成可能源于动力学因素大于热力学因素。在此基础上,通过不同温度下的空气退火工艺,得到了ZnO纳米管。XRD的结果显示ZnO纳米管具有六角纤锌矿结构。进一步讨论了ZnO纳米管的形成与退火温度的关系。3.基于AAO模板,采用直流共沉积技术成功制备了NiZn合金纳米管,通过XRD、SEM和TEM等对其结构进行了表征。认为NiZn合金纳米管的形成与Zn纳米管的形成机理一样,仍然是动力学因素大于热力学因素所致。在此基础上,通过不同温度下的空气退火工艺,得到了NiZnO纳米管。XRD的结果显示NiZnO纳米管具有六角纤锌矿结构。PPMS测量发现NiZnO纳米管具有室温铁磁性,并讨论了磁参数与退火温度的关系。