NiFe2O4纳米线阵列的制备与磁性

在氧化铝模板的纳米孔洞中, 用电化学的方法沉积铁镍合金纳米线,经过550℃30h氧化处理, 成功制备出 NiFe2O4纳米线阵列. 分别用扫描电子显微镜 (SEM) 、透射电子显微镜 (TEM) 、x射线衍射仪 (XRD) 和振动样品磁场计 (VSM) 对样品的形貌、晶体结构和磁学性质进行了表征测试. SEM和TEM观察结果显示氧化铝模板的孔洞分布均匀,孔心距约为110nm; 纳米线的直径约为70nm. XRD显示纳米线阵列的物相结构为NiFe2O4; VSM测试结果表明,NiFe2O4纳米线阵列膜的易磁化方向垂直于膜面. 当垂直磁化时磁滞回线的矩形比约为0.5,矫顽力为41×103A/m,比氧化处理前的铁镍合金纳米线阵列都有显著提高.     

NiFe2O4纳米线阵列的制备与磁性

在氧化铝模板的纳米孔洞中, 用电化学的方法沉积铁镍合金纳米线，经过550℃30h氧化处理 , 成功制备出 NiFe2O4纳米线阵列. 分别用扫描电子显微镜 (SEM) 、透射电 子显微镜 (TEM) 、x射线衍射仪 (XRD) 和振动样品磁场计 (VSM) 对样品的形貌、晶体结构 和磁学性质进行了表征测试. SEM和TEM观察结果显示氧化铝模板的孔洞分布均匀，孔心距约 为110nm; 纳米线的直径约为70nm. XRD显示纳米线阵列的物相结构为NiFe2O4; VSM测试结果表明，NiFe2O4纳米线阵列膜的易磁化方向垂直于膜面. 当垂直 磁化时磁滞回线的矩形比约为05，矫顽力为41×103A/m，比氧化处理前的铁镍合金 纳米线阵列都有显著提高. 关键词： 纳米线 Ni Fe2O4 矫顽力     

磁性纳米线反磁化过程的截椭球链模型

依据实际的纳米线形貌，提出了描述磁性纳米线反磁化过程的截椭球链模型.基于此模型，推导了纳米线反磁化过程中不可逆磁化的临界场和矫顽力在一致转动和对称扇形模式下的表达式.同时，还研究了椭球间接触角、单轴磁晶各向异性、外场与链轴方向夹角、截椭球个数和椭球形状因子对临界场和矫顽力的影响.利用该模型解释了镍纳米线的反磁化过程可能是对称扇形的模式. 关键词： 截椭球链模型 反磁化 一致转动 对称扇形     

基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像

本文结合近场扫描结构和纳米线-微光纤耦合技术,提出了一种基于硫化镉纳米线/锥形微光纤探针结构的被动近场光学扫描成像系统.该系统采用被动式纳米探针,保留了纳米探针对样品表面反射光的强约束优势.其理论收集效率为4.65‰,相比于传统的金属镀膜近场探针收集效率提高了一个数量级,可有效地提高扫描探针对样品形貌信息的检测能力;而后通过硫化镉纳米线与微光纤之间高效的倏逝场耦合,将检测的光强信号传输到远场进行光电探测,最终实现对目标样品形貌的分析成像,其样品宽度测量误差在7.28%以内.该系统不需要外部激发光路,利用显微镜自身光源进行远场照明,被动扫描探针仅作为样品表面反射光的被动收集系统.本文基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像方案,可有效地降低探针的制备难度和目标光场的检测难度,简化扫描成像的结构,为近场光学扫描显微系统之后的发展提供新的思路.     

基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像

本文结合近场扫描结构和纳米线-微光纤耦合技术,提出了一种基于硫化镉纳米线/锥形微光纤探针结构的被动近场光学扫描成像系统.该系统采用被动式纳米探针,保留了纳米探针对样品表面反射光的强约束优势.其理论收集效率为4.65‰,相比于传统的金属镀膜近场探针收集效率提高了一个数量级,可有效地提高扫描探针对样品形貌信息的检测能力;而后通过硫化镉纳米线与微光纤之间高效的倏逝场耦合,将检测的光强信号传输到远场进行光电探测,最终实现对目标样品形貌的分析成像,其样品宽度测量误差在7.28%以内.该系统不需要外部激发光路,利用显微镜自身光源进行远场照明,被动扫描探针仅作为样品表面反射光的被动收集系统.本文基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像方案,可有效地降低探针的制备难度和目标光场的检测难度,简化扫描成像的结构,为近场光学扫描显微系统之后的发展提供新的思路.     

Ni纳米线阵列的铁磁共振研究

通过改变氧化电压和酸性溶液制备了孔径、孔隙率不同的阳极氧化铝模板，用电沉积方法在模板中制备了Ni有序纳米线阵列，并用铁磁共振技术和振动样品磁强计对其进行了研究.研究表明Ni纳米线阵列存在着较强的偶极相互作用，偶极相互作用与纳米线的形状各向异性之间的竞争决定了纳米线的易磁化方向.随着纳米线阵列密度的增加，线间的偶极相互作用增加，使得纳米线易磁化方向从平行于纳米线方向渐趋向于垂直于纳米线的平面内. 关键词： 纳米线 铁磁共振 偶极相互作用 氧化铝模板     

Fe100-xPdx合金纳米线阵列的制备及其磁性研究

利用直流电沉积法在多孔阳极氧化铝模板中制备出了一系列Fe100-xPdx磁性纳米线阵列. Pd的增加使纳米线的总体磁性降低,各向异性和矫顽力也发生了较大的变化. 当Pd含量高达x=30时,纳米线仍有相当高的矫顽力(7.48 kA/m)和较明显的各向异性,但当Pd的含量增加到50%时,纳米线的易磁化方向由平行线的方向反转到垂直线的方向. 实验证明,这是由于在Fe80Pd20 和Fe70Pd30中连续的磁性相在Fe50Pd50纳米线中变成了与非磁性相相互间隔的非连续片状结构. 片状磁性相的形状各向异性使易磁化方向转变到垂直纳米线轴的方向. 从生长动力学的角度对Fe50Pd50纳米线中这种片状的形成进行了解释.     

Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性

采用自旋极化密度泛函理论系统研究了Cr掺杂ZnO纳米线的电学、磁学以及光学属性.计算结果显示,Cr原子沿[0001]方向替代ZnO纳米线中的Zn原子时体系一般呈现铁磁耦合,沿[1010]和[0110]方向替代Zn原子时体系呈现反铁磁耦合,且磁性耦合状态在费米能级附近出现了明显的自旋劈裂现象,发生了强烈的Cr 3d和O 2p杂化效应.自旋态密度计算结果显示,磁矩主要来源于Cr原子未成对3d态电子的贡献,磁矩的大小与Cr原子的电子排布有关.光学性质计算结果显示,Cr掺杂ZnO纳米线在远紫外和近紫外都具有明显的吸收峰,吸收峰发生了明显的红移.这些结果都表明Cr掺杂ZnO纳米线也许是一种很有前途的稀磁半导体材料. 关键词： ZnO 纳米线 第一性原理 磁性     

束状形貌Co89Cu11纳米线阵列的制备及其磁性研究

利用直流电化学沉积法通过调节沉积参数在多孔阳极氧化铝模板中制备出了束状形貌的Co₈₉Cu₁₁纳米线阵列.结构分析表明,束状结构就是沿纳米线长轴方向密集排列的堆垛层错,根据CoCu纳米线的生长机理对这种结构的形成进行了解释.在相同成分比的情况下,该结构的Co₈₉Cu₁纳米线阵列具有明显优于一般结构的矩形比（S_∥=096）,说明该结构的纳米线阵列的形状各向异性远好于一般结构.通过磁性测 关键词： 磁性纳米线 电化学沉积 反磁化机理     

Fe100－xPdx合金纳米线阵列的制备及其磁性研究

利用直流电沉积法在多孔阳极氧化铝模板中制备出了一系列Fe_100-xPd_x磁性纳米线阵列. Pd的增加使纳米线的总体磁性降低，各向异性和矫顽力也发生了较大的变化. 当Pd含量高达x=30时，纳米线仍有相当高的矫顽力(7.48 kA/m)和较明显的各向异性，但当Pd的含量增加到50%时，纳米线的易磁化方向由平行线的方向反转到垂直线的方向. 实验证明，这是由于在Fe₈₀Pd₂₀和Fe₇₀Pd₃₀中连续的磁性相在Fe₅₀Pd₅₀纳米线中变成了与非磁性相相互间隔的非连续片状结构. 片状磁性相的形状各向异性使易磁化方向转变到垂直纳米线轴的方向. 从生长动力学的角度对Fe₅₀Pd₅₀纳米线中这种片状的形成进行了解释. 关键词： 纳米线 电化学沉积 磁性     

铁纳米线磁行为的微磁学模拟与研究

通过微磁学模拟的手段对用电化学沉积法制备出的呈圆柱形的铁纳米线在常温下的磁行为进行了系统的研究,结果表明不同形状参量的铁纳米线都表现出磁各向异性,矫顽力随纳米线直径变化近似呈现平方反比关系,而对每一固定的直径,矫顽力随纳米线长度的增加而增大,最后趋向定值.磁滞回线形状、静态磁矩分布和反转机制等都随纳米线的直径和长度的变化而变化,对相应的规律给出了明确的解释.模拟结果显示实验上尚不能制备出的直径为5nm的纳米线呈现一致反转机理,同时还发现当纳米线过渡为颗粒时表现出更为复杂的性质 关键词： 纳米线 微磁学     

矩形磁性纳米点动力学反磁化过程的微磁学研究

采用微磁学模拟方法研究了初始态为C形磁结构的矩形CoFe纳米点在方波脉冲场作用下的动力学反磁化过程.研究发现,随着脉冲场强的增强,磁体的反磁化模式发生了改变.当场强较弱时反磁化过程通过畴壁移动-单涡旋的形成和移动来完成;当场强较大时反磁化过程模式转变为畴壁移动-双涡旋的形成与移动;在更强的场强下反磁化过程通过畴壁的移动-多涡旋的形成与湮没来实现.由于反磁化模式随场强的变化而改变,反磁化时间随场强的增大出现振荡变化现象. 关键词： 动力学反磁化过程 反磁化时间 微磁学模拟     

基于锥形硅纳米线色彩分辨探测能力仿真

基于拜尔滤波片(bayer filter)彩色成像技术在集成度和分辨率都已经接近极限,无滤波片(filter-free)的彩色成像单元得到广泛的关注和研究.纳米线自身腔模式可以实现对不同能量的光空间分布,通过对纳米线形貌调控实现色彩分辨探测.本文使用有限元法构建了能依靠自身结构完成分光目的,能够作为光探测器的锥形纳米线器件.数值模拟结果显示,能够根据器件的顶半径、底半径、长度和材料等相关参数调整器件涵盖的波长范围和分辨率等重要参数,并具体分析了如何进行调控.同时进一步分析了该结构在实际制备器件时以及不同角度入射光下的器件性能.这些研究结果对于将锥形结构纳米线作为光探测器的实际应用有重要的参考意义.     

金属Ni纳米线阵列的制备及其磁性能

以Anopore为模板,用电化学沉积的方法制备了磁性金属镍的纳米线阵列.纳米线的直径约为200nm,长度约为50μm,长度直径比L/D达到250.此系统中相邻纳米线间存在着很强的耦合,所以易磁化方向垂直于纳米线的轴向. 关键词：     

基于三维磁成像的近场磁性体探测

提出一种近场条件下未知磁源的三维磁成像方法.考虑到大多数磁性体不仅受背景磁场磁化，本身也带有较强剩磁，将观测面上的磁场转换为磁场矢量异常模量，并建立目标函数进行最优化求解，以得到符合观测磁场特征的磁性体磁化模型.仿真和实验表明：此方法可有效消除剩磁对反演结果的影响，能够实现对近场多个磁源磁化率分布的成像，验证了所提方法用于探测隐含磁体位置和形状的可行性.     

外电场辅助化学气相沉积方法制备网格状β-Ga2O3纳米线及其特性研究

利用外电场辅助化学气相沉积（CVD）方法,在蓝宝石衬底上制备出了由三组生长方向构成的网格状β-Ga₂O₃纳米线.研究了不同外加电压大小对β-Ga₂O₃纳米线表面形貌、晶体结构以及光学特性的影响.结果表明：外加电压的大小对样品的表面形貌有着非常大的影响,有外加电场作用时生长的β-Ga₂O₃纳米线取向性开始变好,只出现了由三组不同生长方向构成的网格状β-Ga₂O₃纳米线;并且随着外加电压的增加,纳米线分布变得更加密集、长度明显增长.此外,采用这种外电场辅助的CVD方法可以明显改善样品的结晶和光学质量.     

结合虚拟单像素成像解卷积的双边照明光片荧光显微技术

光片荧光显微术(light-sheet fluorescence microscopy,LSFM)采用薄片光束从侧面激发样品,在垂直于光片方向上进行成像,具有成像速度快、光学层析能力强以及光漂白和光毒性低等优点,适用于对较大活体生物样品进行高质量、长时间三维动态观测.然而,传统高斯光束LSFM存在分辨率低和成像视场小的...     

消磁场对纳米铁磁线磁畴壁动力学行为的影响

为了实现基于磁畴壁运动的自旋电子学装置, 掌握磁畴壁动力学行为是重要争论之一.研究了在外磁场驱动下L-型纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为. 通过微磁学模拟,在各种外磁场的驱动下考察了纳米铁磁线磁畴壁的动力学特性; 在较强外磁场的驱动下, 在不同厚度纳米线上考察了纳米线表面消磁场对磁畴壁动力学行为的影响. 为了进一步证实消磁场对磁畴壁动力学的影响, 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下分析了磁畴壁的动力学行为变化. 结果表明, 随着纳米线厚度和外驱动磁场强度的增加, 增强了纳米线表面的消磁场的形成, 使得磁畴壁内部自旋结构发生周期性变化, 导致磁畴壁在纳米线上传播时出现Walker崩溃现象. 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下, 发现辅助磁场可以调节消磁场的强度和方向. 这意味着利用辅助磁场可以有效地控制纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为.     

Co纳米线磁矩反转动态过程的有限元微磁学模拟

采用有限元微磁学模拟方法研究了Co纳米线在不同外加恒磁场下磁矩的翻转过程.研究结果表明在直径为10 nm的Co纳米线内,经过一定的形核时间将在其一端形成一个反向磁畴.磁畴壁的类型为横向畴壁,该畴壁将在一外加恒定磁场的驱动下匀速地从一端运动到另一端.畴壁的运动速度与外加磁场大小呈线性关系.在H为1000 kA/m时,发现在纳米线的两端均会形成一个“头对头”的反向磁畴.计算结果表明,畴壁内磁矩的方向旋转一个周期所导致的畴壁运动的距离相同,与外加磁场强度无关. 关键词： 磁性纳米线 微磁学模拟 磁畴 横向畴壁     

利用法拉第效应进行永磁体磁场二维光学成像

借助于法拉第磁致旋光效应,以ZF6玻璃为磁旋光介质,设计了适当的光学系统,对永磁体磁极附近磁场的分布进行了光学二维成像.利用自编的图像采集软件采集了一系列原始图片,并利用自编的图像处理软件对这些原始图片进行了处理,完成了检偏过程.分别得到了透射成像方式和反射成像方式下永磁体磁场的分布图像,这些图像正确反映了永磁体磁场的实际分布.本研究工作为宏观尺度磁场的观测与测量提供了一种有效的手段.