Fe@α-Fe2O3核壳结构纳米线的磁学性质

摘要

自旋电子学作为一门新兴的交叉学科得到广泛的研究。在自旋电子学的研究领域中，交换偏置效应是人们普遍比较感兴趣的一个分支。利用交换偏置效应研制的自旋电子器件具有能耗低、存储密度大、高灵敏度、高信噪比、低磁场饱和等特点。
　　纳米材料中的交换偏置系统，其磁学性质容易受到尺寸、形状、纵横比等因素的影响，因此纳米材料中的有关交换偏置现象会变得更加复杂。迄今为止，大多数纳米材料中的交换偏置现象报道主要集中在核壳结构的纳米颗粒中，但是核壳结构纳米线的中的交换偏置现象却少有报道。鉴于上述研究现状，我们选择核壳结构的纳米线作为研究对象来研究交换偏置现象，得到的主要结果如下:
　　一、采用化学还原的方法制备出铁纳米线，然后再将铁纳米线样品在空气中退火。退火时间小于6小时可以形成Fe@α-Fe2O3核壳结构的纳米线，可以通过改变退火时间，来改变α-Fe2O3的厚度。
　　二、所有的样品在室温下都表现出明显的铁磁性，在300 K时矫顽力最大达到了826 Oe。
　　三、样品存在交换偏置现象，交换偏置场的大小随着退火时间的延长，有着先增大后减小的趋势，在退火4h的样品中交换偏置场有最大值(78 Oe)。
　　四、样品通过在空气中退火处理能够有效地提高矫顽力，并且矫顽力的大小随着退火时间的延长，也有着先增大后减小的趋势，在退火4h的样品中矫顽力有最大值(1042 Oe)。
　　五、当退火时间大于6h时，样品中将会出现Fe3O4，它会对纳米线的磁学性质产生明显的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 自旋电子学的兴起

第二节 自旋电子学的研究现状

1．2．1 稀磁半导体

1．2．2 有机自旋电子学

1．2．3 交换偏置效应

第三节 本章小结

第四节 本文的工作及内容安排

第二章 交换偏置效应的物理机制

第一节 交换偏置效应的产生过程

第二节 交换偏置的理论模型

2．2．1 Meiklejohn---Bean模型

2．2．2 Mauri模型

2．2．3 Malozemoff随机场模型

2．2．4 Spin-flop垂直界面模型

第三节 影响交换偏置的因素

2．3．1 交换偏置和铁磁层厚度的关系

2．3．2 交换偏置和反铁磁层厚度的关系

第四节 本章小结

第三章 Fe@α-Fe2O3核壳结构纳米线的制备及性质

第一节 磁性纳米材料制备的概况

第二节 Fe@α-Fe2O3核壳结构的纳米线的制备

第三节 结构、形貌和磁性的测量

3．3．1 X射线衍射分析

3．3．2 透射电镜显微镜分析

3．3．3 超导量子干涉仪

第四节 实验结果及分析

3．4．1 结构表征结果及分析

3．4．2 TEM表征结果及分析

3．4．3 EDS表征结果及分析

3．4．4 磁性测量结果及分析

第五节 本章小结

第四章 延长退火时间对纳米线的影响

第一节 延长退火时间对物相的影响

第二节 延长退火时间对磁学性质的影响

第三节 本章总结

第五章 工作总结和展望

第一节 工作总结

第二节 工作展望

参考文献

致谢

个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果