交变磁场诱导自组装超结构Ni0.5Zn0.5Fe2O4/PAA复合纳米线

采用沸腾回流法制备了单相Ni0.5Zn0.5Fe2O4颗粒,并对其进行了PAA包覆,得到了Ni0.5Zn0.5Fe2O4/PAA复合纳米颗粒,并在交变磁场的诱导下进行自组装,得到了一维纳米线。室温磁滞回线表明,PAA的包覆降低了Ni0.5Zn0.5Fe2O4颗粒的饱和磁化强度和矫顽力,分别为21.1 emu/g和3.2 Oe。偏光显微照片表明,在交变磁场磁性模板自我强化作用的影响下,制备的软磁铁氧体复合物在0.05 T的磁场中仍有较敏感的响应,形成一维纳米线。SEM照片表明,纳米线直径200 nm,长径比大于100,线体本身则由纳米复合物形成的小团聚体首尾相连构成。     

Ga0.8Fe1.2O3/Ba0.8Ca0.2Ti0.8Zr0.2O3复合薄膜的制备和铁电性能研究

采用脉冲激光沉积工艺在(111)取向的SrTiO3衬底上,制备了Ga0.8 Fe1.2 O3/Ba0.8 Ca0.2 Ti0.8 Zr0.2 O3层状复合薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),表征了样品薄膜的表面形貌及微观结构.从样品的XRD图谱可以看出,该复合薄膜的BCZT层呈(111)取向,而GFO层沿b轴自发极化,呈(0l0)取向.物性测试结果表明:GFO/BCZT复合薄膜表现出良好的电磁学特性,其剩余极化值Pr=11.28μC/cm2,饱和磁化强度Ms～49.17 emu/cm3,同时该复合薄膜室温下最大磁电耦合系数αE可达28.38 mV/(cm·Oe).这种无铅的磁电复合薄膜为传感器、换能器和多态存储器的潜在应用提供了新的思路.     

溶剂热法制备翠玉状Fe3O4微晶及表征

采用溶剂热法合成粒径为1～2 μm的翠玉状的Fe3O4晶粒.样品物相用X射线衍射(XRD)仪表征,形貌通过电子扫描显微镜(SEM)观测.所得样品的磁性用振动样品磁强计(VSM)测试,结果显示出铁磁性:饱和磁化强度Ms为89.7 emu/g,剩余磁化强度Mr为6.7 emu/g,矫顽力Hc为107.1 Oe.     

不同退火温度对钡铁氧体薄膜磁性的影响

M型钡铁氧体(BaFe₁₂O₁₉, BaM)是一种单轴磁晶各向异性的六角晶系硬磁材料,由于其具有很强的各向异性场,因此在自偏置微波器件领域具有广阔的应用前景。本文采用常温射频磁控溅射法在(000l)取向的蓝宝石衬底上沉积了厚度约为130 nm的BaFe₁₂O₁₉非晶薄膜,然后分别在850 ℃、900 ℃、950 ℃、1 000 ℃对其空气退火处理3 h,得到BaM晶体薄膜样品。采用X射线衍射仪对薄膜样品进行物相及晶体生长取向鉴别,采用扫描探针显微镜和扫描电子显微镜对薄膜样品的粗糙度和表面形貌进行测量和观察,采用振动样品磁强计对样品进行了静态磁性能测试。实验结果表明,退火后的薄膜样品的主晶相为BaM,且具有(000l)取向择优生长,其微观组织结构都表现为C轴垂直于膜面的颗粒状结构。退火温度为900 ℃时所得样品的各项性能达到最佳,其表面粗糙度为2.8 nm,矩形比为0.84,饱和磁化强度为247 emu/cm³,矫顽力为1 528 Oe。     

不同电极对外延BiFeO3薄膜铁电性能的影响

采用磁控溅射的方法在SrRuO3/SrTiO3(001)衬底上外延生长BiFeO3薄膜,研究以不同金属或氧化物做顶电极时的铁电、铁磁性质和漏电流及其导电机制。X射线衍射图谱和Φ扫描图结果显示BiFeO3薄膜沿c轴外延生长,以Pt、Al做顶电极的薄膜剩余极化强度2Pr为68μC/cm2,生长Pt/SRO、FePt顶电极的薄膜剩余极化强度较小,2Pr为44μC/cm2,矫顽场2Ec约为370±20 kV/cm。薄膜的漏电流密度较小而且趋于饱和,在U=12 V时最大为1.94×10-3A/cm2,体传导普尔弗兰克导电为BiFeO3薄膜主要的导电机制。BFO薄膜展现出弱磁性,饱和磁化强度为9.3 emu/cm3,矫顽场为338 Oe。     

微波水热法合成BaFe12O19磁性粉体

以Fe(NO3)2.9H2O、Ba(NO3)2为原料,NaOH为矿化剂,采用微波水热法合成了BaFe12O19六角磁性粉体。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、综合热分析仪(DSC/TG)以及振动式样磁强计(VSM)等分析测试方法对所制备粉体性能进行了表征。研究了n(Ba2+)/n(Fe3+)、反应时间和煅烧温度对样品物相、显微结构和磁性能的影响。结果表明:当n(Ba2+)/n(Fe3+)为1∶8,pH为13,200℃微波水热反应60 min,820℃煅烧后即可制得BaFe12O19磁性粉体,此粉体的饱和磁化强度为71.9 emu/g,剩余磁化强度为43.8 emu/g和矫顽力4145 Oe。     

Fe_3O_4单晶纳米棒和量子点的水热合成与表征

本文以FeSO_4·7H_2O为铁源,采用LSS反应机制控制合成了Fe_3O_4单晶纳米棒和量子点,并根据不同反应条件下反应生成的产物形貌推断了反应机理.采用X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征.室温下分别测试了Fe_3O_4单晶纳米棒和量子点的磁滞回线,检测得到纳米棒和量子点饱和磁化强度磁化率(Ms)分别为44.26 emu/g和60.09 emu/g,矫顽力(H_c)分别为132.3 Oe和143.2 Oe.     

金刚石/Fe3O4磁性聚集磨料的制备与表征

以表面缺陷较多的金刚石微粉为实验原料,用混合强酸对其表面进行处理使其羟基和羧基化.然后采用化学沉淀法制备出金刚石/Fe3 O4磁性聚集磨料.用XRD、SEM、EDS、IR、Raman、VSM等检测方法对样品的结构、形貌、元素组成和磁性能进行了表征.结果表明,Fe3+与金刚石表面的含氧基团的络合作用,使金刚石微粉表面被Fe3 O4颗粒包裹,形成不规则类球形金刚石/Fe3 O4磁性聚集体.当金刚石加入量占理论生成总固体量的9.4wt;时,磁性聚集磨料展现较高的磁性能.其饱和磁化强度(Ms=60.8 emu/g)与同等工艺制备的纯Fe3O4样品(Ms=66.3 emu/g)接近.     

锰锌铁氧体纳米颗粒及其磁性液体的制备与磁性研究

采用化学共沉淀法制备出Mn1-xZnx Fe2O4(x=0.1,0.2,0.3)磁性颗粒,通过X射线衍射(XRD)测试分析了Mn1-xZnxFe2O4(x =0.1,0.2,0.3)颗粒的结构参数及平均粒径,结果表明制备的样品为锰锌铁氧体纳米粒子.用振动样品磁强计(VSM)测量了样品的饱和磁化强度,对应x=0.1,0.2,0.3分别为25.3、44.4、30.7 emu/g.选用Mn0.8Zn0.2FeO4纳米粒子,通过油酸作分散剂,分散到航空煤油中制备出磁性液体样品,研究分析了磁性液体的磁化特性和热磁特性.     

离子液体辅助合成Fe3O4纳米粒子及其性能研究

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐([Bmim][TFSI])辅助合成了Fe3O4纳米粒子,研究了其磁、电化学方面的性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对样品进行了表征.实验结果表明:以该离子液体为稳定剂合成的Fe3O4纳米粒子平均直径约为20 nm,且形貌均一,在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为68.13 emu/g.将所得Fe3O4纳米粒子应用于锂离子电池负极材料,在电流密度为0.1 A/g条件下,首次充放电比容量分别高达1025 mAh/g和1428 mAh/g.     

共溅射NixZn1-xO薄膜的结构、磁性和电性能

采用射频共溅射方法制备了NixZn1-xO(x=0.78、0.72、0.68)薄膜。薄膜有非晶相和少量的NiO结晶相的存在。样品都具有明显的室温铁磁性,退火后(TA=803 K)Ni0.78Zn0.22O薄膜的饱和磁化强度Ms可达65 emu/cm3,对应单个Ni离子磁矩大于0.13μB。低温下制备态薄膜都出现了电阻率极小值的现象,这是由于样品发生了金属-绝缘体转变。     

BaFe12O19/Ni0.6Zn0.4Fe2O4复合材料的磁性能研究

采用两步溶胶-凝胶法,分别在850℃,950℃和1050℃下成功制备了BaFe12O19/Ni0.Zn0.4Fe2O4复合材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对样品的化学成分、结构、形貌、磁性能进行了表征.结果表明,钡铁氧体大部分呈片状,Ni0.6Zn0.4Fe2O4呈颗粒状分散在钡铁氧体周围.与850℃制备的钡铁氧体和镍锌铁氧体纯相纳米粉体相比,850 ℃制备的BaFe12O19/Ni06Zn04Fe2O4复合粉体的矫顽力和剩余磁化强度介于BaFe12O19和Ni0.6Zn0.4Fe2O4之间;饱和磁化强度(Ms=55.61 emu/g)比钡铁氧体(Ms=53.33emu/g)和镍锌铁氧体(Ms=54.13 emu/g)的都有提高.不同煅烧温度制备的BaFe12O19/ Ni0.6Zn0.4Fe2O4复合粉体,当烧结温度为950℃时饱和磁化强度最大(M =64.84 emu/g);是一种性能优良的磁性材料.     

CuAlSe2光伏吸收层薄膜的制备

用同族元素Al和Fe取代CulnGaSe2薄膜中的In和Ga元素.采用粉末冶金工艺制备CuAlSe2和CuAlSe2∶Fe光伏吸收层薄膜.依次对薄膜样品进行了表面形貌、化学成分、薄膜厚度、晶体结构和光学特性测试分析.结果表明,退火温度为450℃、500℃、550℃时薄膜的生长特性较好,薄膜较为致密,结晶度较高.薄膜主要为黄铜矿结构,并沿(112)晶相择优生长.CuAlSe2薄膜和CuAlSe2∶Fe薄膜样品的光学吸收系数达到105 cm-1,且随着掺Fe比例增加而增加.未掺杂的薄膜的光学带隙约为1.6 eV,掺Fe薄膜的禁带宽度接近1.8 eV.     

退火工艺对含Ti-Al阻挡层的硅基Pb(Zr_(0.4),Ti_(0.6))O_3铁电电容器结构和性能影响的研究

应用非晶的Ti-Al薄膜为导电阻挡层,采用射频磁控溅射法和溶胶-凝胶法在Si衬底上制备了La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3/Pb(Zr_(0.4),Ti_(0.6))O_3/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3/Ti-Al/Si (LSCO/PZT/LSCO/Ti-Al/Si)异质结,研究了550 ℃常规退火(CTA)和快速退火(RTA)工艺对LSCO/PZT/LSCO/Ti-Al/Si结构和性能的影响.实验发现非晶Ti-Al薄膜在经过不同退火工艺后仍具有非晶结构,快速退火6 min的样品具有较好的物理性能.在418 kV/cm的外加电场下,LSCO/PZT/LSCO电容器的剩余极化强度和矫顽电场强度分别为22 μC/cm~2和83 kV/cm.LSCO/PZT/LSCO电容器的漏电行为不依赖于退火工艺,当电场强度低于46.7 kV/cm时为欧姆导电,高于46.7 kV/cm时为肖特基导电机制.     

离子液体[Bmim]BF4辅助制备超顺磁性Fe3O4纳米粒子

以七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)与六水三氯化铁(FeCl3·6H2O)为原料,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF4)为添加剂,70℃下反应2h制备了Fe3O4纳米粒子.通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及热重分析(TG)等方法对样品的结构和形貌进行表征,并测试了所合成样品的磁性能.实验结果表明:离子液体辅助制备的Fe3O4纳米粒子形貌较为均一,呈近似球状,平均直径约为14 nm,产品在室温下表现出超顺磁性,饱和磁化强度为60.66 emu/g.利用密度泛函理论(DFT)计算模拟了Fe3O4分别与离子液体和水相互作用的电子结构,发现离子液体通过阴离子的桥联,更易吸附在Fe3O4晶粒表面.     

掺杂M型钡铁氧体纳米粉体的制备与软磁化研究

采用溶胶-凝胶自蔓延法制备Co-Zr离子共掺BaFe12O19,并研究不同掺杂量和煅烧温度对样品微结构和磁性能的影响.利用X射线衍射仪、扫描电镜测试了样品的相结构和微观形貌,其宏观静态磁性用振动样品磁强计进行表征.研究发现热处理温度对掺杂前后的M型钡铁氧体宏观磁性有决定性影响,其中BaFe10Co1.0Zr1.0O19在1100℃保温4h,矫顽力H(c)为136 Oe,但是饱和磁化强度Ms仅32 emu/g;BaFe10.4Co0.8Zr0.8O19在1100℃保温4h,矫顽力为606 Oe,Ms增加到48 emu/g.这说明M型钡铁氧体的磁性能可以实现从传统的永磁到近软磁这样大范围的调控,使其拥有更广泛地应用空间.     

热熔还原法制备超硬复合相氮化碳及其工艺探索

本文采用热熔还原法,以聚氯乙烯、氯化铵、氧化铁为原料制备复合超硬相氮化碳(α/β-C3 N4).采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征.在此基础上分析了不同温度和原料配比下合成复合相C3 N4的物相组成及形貌变化.结果表明样品形貌随着原料配比的不同在颗粒、棒状、纳米线之间转变.当C、N和Fe之间摩尔比为3:4:0.4时,所制备出的样品呈纳米线状,纳米线的直径约为15 nm,结晶性良好.而在其它配比下,只能获得棒状或颗粒状α/β复合相C3 N4.     

沉积温度对BiFeO3薄膜结构和性能的影响

采用磁控溅射法制备SrRuO3(SRO)薄膜、脉冲激光沉积法制备BiFeO3(BFO),构架了Pt/SRO/BFO/SRO/SrTiO3(001)异质结,采用X射线衍射仪(XRD)、铁电测试仪研究了沉积温度对BFO薄膜结构和性能的影响.研究结果表明,随着温度的升高,BFO(001)和(002)衍射峰强度逐渐增强,BFO(110)和Bi2O3衍射峰强度逐渐减小,不同沉积温度下生长的样品都具有铁电性,在800 kV/cm的电场下,640 ℃下生长的BFO薄膜的剩余极化强度为65 μC/cm2.采用数学拟合的方法研究了Pt/SrRuO3/BiFeO3/SrRuO3/SrTiO3的漏电机理,结果表明BFO薄膜导电机理为普尔-弗兰克导电机理.     

CVD法制备高质量ZnO纳米线及生长机理

以金做催化剂,采用化学气相沉积(CVD)方法在Si(100)衬底上生长了整齐紧密排列的ZnO纳米线.XRD图谱上只有ZnO的(002)衍射峰,说明ZnO纳米线沿[001]择优生长;扫描电子显微镜分析表明:ZnO纳米线整齐排列在Si(100)衬底上,直径在100nm左右,平均长度为4μm.研究发现ZnO纳米线的生长机理与传统的V-L-S机理有所不同:生长过程中,在Si(100)衬底上先生长了大约500nm厚的ZnO薄膜,而ZnO纳米线生长在薄膜之上.     

Fe3+诱导囊泡相磁流体的形成及性能

以阳离子表面活性剂N,N-二甲基十二烷基氧化胺(DDAO)和阴离子表面活性剂硬质酸铁(STFE)为原料,通过Fe3+诱导形成囊泡,并以其为微反应器,促使Fe2+在囊泡内发生反应,得到平均粒径为15 nm的Fe3O4纳米晶,该纳米晶分散于囊泡内,得到稳定磁流体.采用广角X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、磁滞回线(VSM)等对合成的Fe3O4纳米晶以及磁流体进行分析表征.结果表明,以Fe3+诱导囊泡为微反应器形成的磁流体稳定性优良,在磁场反复作用后,仍具有良好的稳定性,其中的Fe3O4纳米粒子颗粒均匀,具有超顺磁性特征,磁饱和度达到79.98 emu/g.