CoNiGa和CoCr 2 O 4 /Ni纳米线及IrMn/FM（CoFe、CoPt）多层膜的磁性研究

发布时间：2021-10-24 21:54

　　交换偏置起源于铁磁-反铁磁材料界面的交换耦合作用,被广泛应用于各种磁电阻器件。随着器件小型化的发展,对交换偏置纳米体系的研究也变得越来越重要,因此本论文的前两个工作是在不同直径的阳极氧化铝（AAO）模板背面纳米点阵上生长了两种交换偏置纳米结构:Ir Mn/CoFe水平交换偏置多层膜和[Pt/Co]₅/IrMn垂直交换偏置多层膜,并研究了尺寸效应对交换偏置纳米体系矫顽力和交换偏置场的影响。同时,本论文的后两个工作也是以AAO为模板,用电化学沉积技术和溶胶凝胶法生长了单相和复合核壳结构的磁性纳米线,并对其磁化翻转特性和热稳定性等问题进行了详细的研究,该部分工作的开展为将来发展高密度磁记录介质或多功能磁电子器件提供了理论依据。具体来说,本论文的研究工作分为以下四个方面:（1）在三种不同尺寸（20 nm、70 nm和100 nm）的AAO模板背面纳米点阵上沉积了IrMn/CoFe面内交换偏置多层膜,探讨了纳米点尺寸对薄膜矫顽力和交换偏置场的影响。形貌分析结果表明,沉积过程中阴影效果导致了磁性薄膜在衬底上分布不均匀:纳米点上厚,纳米点之间（山谷区）薄。磁性测量结果显示,随着... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院物理研究所)北京市

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

左为中国早期辨别方向的仪器司南，右为十五世纪葡萄牙水手的罗盘[1]

图 1.4 左为磁性纳米颗粒随着尺寸增加从超顺磁到单畴到多畴的变化，右为不同成分的磁性纳米颗粒的最大单畴和超顺磁直径[15]。磁性纳米颗粒广泛存在于自然界中，很多生物体如蜜蜂、鸽子和大马哈鱼的大脑中都含有磁性 Fe3O4纳米颗粒，当它们迁徙时这些磁性颗粒能起到导航的作用[36]。静磁细菌生活在黑暗的环境中，其体内含有直径为 40-100nm 的 Fe3O4颗粒链用来垂直定位[37]。除了这些自然存在的形态外，磁性纳米颗粒广泛的应用价值也激发了人们的研究热情，不断探索和优化磁性纳米颗粒的合成制备方法以及表面功能化以适应特定的要求。总的来说，磁性纳米颗粒的制备方法可以分为两大类：物理方法和化学方法，当然有时也可能两种混合使用。常见的物理方法有分子束外延[38]和磁控溅射[39,40]。近些年人们也不断尝试新的制备技术包括激光聚焦中性原子沉积[41]，用电子

人们已经开发了多种方法来合成一维的磁性纳米材料，常见的物理和化学方法有：纳米光刻技术[42, 78]、模板法[79-86]、热分解有机金属前驱体法[87]、气-液-固相(VLS)生长法[88, 89]、溶剂热法[90]、静电纺丝[91]等。此外，随着生物科技的发展，新的合成方法不断出现。例如，Ipsita A. Banerjee 等（2005）报道了一种利用细菌产生的磁性纳米晶合成磁性纳米管的新方法[92]。其制备流程如图 1.8所示：将从细菌体内提取出的 Fe3O4磁性纳米晶自组装到肽纳米管的内部，形成磁性纳米管。该方法具有很多优点：首先，可以通过控制纳米晶的形貌和在肽管中的结合位置来调节纳米管的磁性。其次，细菌产生的磁性纳米晶表面包裹着脂质双层膜，其和肽纳米管具有很好的亲和性，可以自组装到肽管内部。类似的，Sachin N. Shah 等（2016）以烟草花叶病毒为模板，在非常温和的条件下合成了Fe3O4纳米管[93]。


本文编号：3456053