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[NiFe/Cu/Co/Cu]_n多层纳米线在巨磁电阻位移传感器中的应用

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功能材料 2015年第24期46卷 24118-24122页

作者：张卫国李子轩姜世圣谢仁鑫姚素薇王宏智天津大学化工学院杉山表面技术研究室天津300072

采用双槽电沉积法制备了巨磁电阻（Giant Magnetorsistance;GMR）材料[NiFe/Cu/Co/Cu]n 多层纳米线阵列,并以其为磁传感器芯片,设计并制备了GMR位移传感器,在不同温度下测试了其灵敏度.研究表明,该GMR 位移传感器的输出电压与位移具有... 详细信息

采用双槽电沉积法制备了巨磁电阻（Giant Magnetorsistance;GMR）材料[NiFe/Cu/Co/Cu]n 多层纳米线阵列,并以其为磁传感器芯片,设计并制备了GMR位移传感器,在不同温度下测试了其灵敏度.研究表明,该GMR 位移传感器的输出电压与位移具有较好的线性关系,在10-40℃环境温度内具有良好的稳定性.与[NiFe/Cu/Co/Cu]n 多层膜作传感器芯片相比,以[NiFe/Cu/Co/Cu]n 多层纳米线作为芯片时传感器灵敏度更高.

关键词： NiFe/Cu/Co/Cu 多层纳米线巨磁电阻位移传感器

非磁性分隔层厚度对Fe/Cu多层纳米线磁性和电子特性的影响

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2019年第2期47卷 40-45页

作者：王喜志汤振兵马良财马玲张建民宁夏大学物理与电子电气工程学院宁夏银川750021 陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西西安710119

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算,研究了非磁性分隔层厚度对Fe/Cu多层纳米线磁性和电子特性的影响。结果表明:多层纳米线的稳定性随着非磁性Cu分隔层厚度的增加而降低,其层间交换耦合随非磁性Cu分隔层厚度的增加呈现出振荡衰减... 详细信息

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算,研究了非磁性分隔层厚度对Fe/Cu多层纳米线磁性和电子特性的影响。结果表明:多层纳米线的稳定性随着非磁性Cu分隔层厚度的增加而降低,其层间交换耦合随非磁性Cu分隔层厚度的增加呈现出振荡衰减的特性,且其振荡周期为两个Cu原子层。自旋极化能带结构的计算结果表明,Fe/Cu多层纳米线的电导敏感地依赖于Cu分隔层的厚度。

关键词：多层纳米线磁性层间交换耦合第一性原理

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多层纳米线透射电子显微术分析和磁性研究

多层纳米线透射电子显微术分析和磁性研究

作者：齐阔兰州大学

学位级别：硕士

多层纳米线以其特有的结构在基础物理研究和纳米器件应用领域具有重要的价值。透射电子显微镜(TEM)具有全面表征和分析纳米单体的功能,对多层纳米线阵列和单根多层纳米线微纳尺度下结构和成份的研究将为探讨纳米线阵列的磁性和形貌之间... 详细信息

多层纳米线以其特有的结构在基础物理研究和纳米器件应用领域具有重要的价值。透射电子显微镜(TEM)具有全面表征和分析纳米单体的功能,对多层纳米线阵列和单根多层纳米线微纳尺度下结构和成份的研究将为探讨纳米线阵列的磁性和形貌之间的关系,以及单根多层纳米线的电学和磁学性质奠定基础,这有助于推动纳米器件和磁记录材料的进步。本论文利用阳极氧化铝(AAO)模板和双脉冲电化学沉积法制备了NiCu/Cu、 NiFe/Cu和NiCo/Cu多层纳米线。首先对NiCu/Cu、NiFe/Cu和NiCo/Cu多层纳米线进行了TEM分析,利用高分辨场发射透射电子显微镜的透射电子显微模式(TEM)、扫描透射电子显微模式(STEM)以及高分辨透射电子显微像(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、会聚束电子衍射(CBED)、X射线能谱(EDX)点线面元素分析等功能分析了多层纳米线的生长状态、元素分布、化学组成以及多层界面的性质。其次通过振动样品磁强计(VSM)测量了NiCu/Cu、NiFe/Cu及NiCo/Cu多层纳米线阵列的磁性。多层纳米线连续生长、表面平滑,平均直径在40nm到50nm,呈现多晶结构。磁性层呈棒状或片状,非磁性层的厚度为5-15nm。对于非磁性层厚度小于10nm的NiCu/Cu纳米线,NiCu层和Cu层之间存在过渡层,其长度平均为1.5nm,且在Cu层两侧形貌差别大。多根NiFe/Cu多层纳米线平行排列的趋势明显,相邻纳米线的NiFe层和Cu层的生长周期高度一致,NiFe/Cu多层纳米线的化学组成为(Ni6oFe4o/Cu)n,磁性层长宽比为1。NiCo/Cu多层纳米线磁性层长宽比为3,Ni在磁性层中均匀分布;Co在磁性层中的一端出现含量陡增,Cu的厚度约为20nm,其化学组成为(Ni80Co20/Cu)n。影响多层纳米线磁化状态的因素主要包括纳米线的形状各向异性、磁晶各向异性、非磁性层的尺度、当外加磁场垂直于纳米线阵列时在相邻磁性层和相邻纳米线之间产生的偶极相互作用场。

关键词：多层纳米线透射电子显微镜扫描透射电子显微学 X射线能谱微纳结构

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多层纳米线的研究进展

化工进展 2004年第2期23卷 136-139页

作者：姚素薇孔亚西迟广俊天津大学化工学院应用化学系天津300072

介绍了多层纳米线的研究现状、制备技术、表征方法、性能测试及其应用 ,其中重点介绍了模板 -电沉积法 ,并给出了由该法制备的多孔阳极氧化铝 (AAO)模板、金属纳米线 (阵列 )、多层纳米线的SEM、TEM及其电子衍射照片 ,叙述了它们在量子... 详细信息

介绍了多层纳米线的研究现状、制备技术、表征方法、性能测试及其应用 ,其中重点介绍了模板 -电沉积法 ,并给出了由该法制备的多孔阳极氧化铝 (AAO)模板、金属纳米线 (阵列 )、多层纳米线的SEM、TEM及其电子衍射照片 ,叙述了它们在量子磁盘、微弱磁场探测、微传感器、微发动机等方面的应用 ,并展望了多层纳米线的发展前景。

关键词：多层纳米线制备模板合成法尺度测试应用量子磁盘微弱磁场探测微传感器微发动机

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多层纳米线的电化学制备及磁性研究

多层纳米线的电化学制备及磁性研究

作者：孔亚西天津大学

学位级别：硕士

本论文研究了阳极氧化铝膜（AAO）、磁性纳米线、多层纳米线阵列的电化学制备、表征、性能,并进行了初步的机理探讨。本文前一部分以铝片作为研究电极阳极氧化制备了一系列AAO膜,利用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（... 详细信息

本论文研究了阳极氧化铝膜（AAO）、磁性纳米线、多层纳米线阵列的电化学制备、表征、性能,并进行了初步的机理探讨。本文前一部分以铝片作为研究电极阳极氧化制备了一系列AAO膜,利用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对其进行了表征,讨论了不同工艺对AAO膜有序性的影响。研究发现,二次氧化后的AAO膜,具有规则有序的六角形纳米孔阵列结构;铝片纯度越高、氧化电压越低、温度越低、一次氧化时间越长时形成的AAO膜有序度越高,而铝基体退火对AAO膜的有序度影响不大。还以磷酸和硫酸为电解液,分别制备了AAO膜,利用原子力显微镜（AFM）对其分别进行了表征。并研究了AAO膜的剥离工艺,分别采用逆电剥离和CuCl2、HCl混合液剥离制备了无铝基体的AAO膜,并利用原子力显微镜（AFM）进行了表征。以草酸为电解液,以高纯铝片制备了AAO膜,利用原子力显微镜（AFM）对其形貌进行了表征,研究发现纳米孔纵向生长的过程中,经历了一个自组织过程;提出铝阳极氧化过程中纳米孔从无序到有序的自组织模型,探讨了高度有序六角形纳米孔阵列的形成过程,并分析了影响纳米孔有序度的因素及提高有序度的途径;根据自组织模型探讨了长时间阳极氧化法和二次氧化法制备高度有序六角形纳米孔阵列的机理。本文后一部分以AAO膜为模板,通过交流电沉积的方法,制备了Co纳米线和CuCo合金纳米线,利用扫描电子显微镜（SEM）观察了AAO膜的表面及断面形貌,以及纳米线阵列及单根纳米线的形貌。制备了贯穿的AAO模板,通过单槽脉冲电沉积制备了Cu/Co多层纳米线,分析了制备过程中存在的问题;以AAO膜为模板,通过双槽交流电沉积的方法,制备了Cu/Co多层纳米线,利用扫描电子显微镜（SEM）观察了纳米线阵列及单根纳米线的形貌。用VSM测量的纳米阵列的磁性,测试表明三种磁性纳米线阵列都具有明显的磁各向异性,垂直于膜面是易磁化方向,而平行于膜面则是难磁化方向。磁各向异性可以使得记录畴尺寸非常小,从而满足高密度记录的要求;同时们具有矩形的磁滞回线,从而满足高信噪比的要求。

关键词：阳极氧化铝膜交流电沉积磁性纳米线多层纳米线

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双槽法电沉积Cu/Ni多层纳米线有序阵列

物理化学学报 2006年第8期22卷 977-980页

作者：张卫国李伟祥张璐姚素薇天津大学化工学院杉山表面技术研究室天津300072

以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用双槽法电沉积工艺制得高度有序的Cu/Ni多层纳米线阵列.利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对Cu/Ni多层纳米线进行了表征,观察到纳米线表面平滑,多层结构清晰,各子层厚度均匀,直径约为100nm,与AAO模板孔... 详细信息

以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用双槽法电沉积工艺制得高度有序的Cu/Ni多层纳米线阵列.利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对Cu/Ni多层纳米线进行了表征,观察到纳米线表面平滑,多层结构清晰,各子层厚度均匀,直径约为100nm,与AAO模板孔径基本一致.由选区电子衍射(SAED)照片可知,多层纳米线中Cu层和Ni层均为单晶结构.振动样品磁强计(VSM)测试结果表明,Cu/Ni多层纳米线阵列具有明显的垂直磁各向异性,外加磁场垂直和平行于AAO模板表面时,磁滞回线的矩形比分别为0.701和0.101,矫顽力分别为589Oe和202Oe.通过控制铝阳极氧化工艺及电沉积时间,可获得不同直径、不同子层厚度的Cu/Ni多层纳米线阵列.

关键词：双槽法电沉积 Cu/Ni 多层纳米线有序阵列

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Co/Cu多层纳米线阵列的制备与磁性能

物理化学学报 2007年第8期23卷 1306-1310页

作者：姚素薇宋振兴王宏智天津大学化工学院应用化学系杉山表面技术研究室天津300072

利用双槽直流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孔中获得调制波长为50和200nm的Co/C多层纳米线,多层纳米线的调制波长由电沉积时间控制.运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征纳米线的形貌,Co/Cu多层纳米线的长度约20... 详细信息

利用双槽直流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孔中获得调制波长为50和200nm的Co/C多层纳米线,多层纳米线的调制波长由电沉积时间控制.运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征纳米线的形貌,Co/Cu多层纳米线的长度约20"m,直径约80nm;用X射线衍射(XRD)研究多层线的结构;用振动样品磁强计(VSM)测试纳米线阵列的磁性能;利用可变磁场结合高灵敏度恒流装置研究巨磁电阻(GMR)特性结果表明,Co/Cu多层纳米线具有磁各向异性.当磁场与纳米线平行和垂直时,调制波长为50nm的多层线的矫顽力分别为87500和34200A·m-1,而调制波长为200nm的多层线阵列的矫顽力分别为28600和8000A·m调制波长为50nm的多层纳米线的磁电阻变化率高达-75%,而调制波长为200nm的多层线未产生明显的GMR效应.

关键词： Co/Cu 多层纳米线 GMR 自旋扩散长度 XRD

NiCu/Cu多层纳米线微、纳结构及成份研究

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电子显微学报 2012年第2期31卷 97-103页

作者：齐阔马传生李兴华张宏薛德胜王丽彭勇兰州大学物理科学与技术学院磁学与磁性材料教育部重点实验室甘肃兰州730000

采用双脉冲电化学沉积法,以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板制备了NiCu/Cu多层纳米线。利用透射电子显微术研究其微/纳结构和成分。研究结果表明,单根NiCu/Cu纳米线尺寸均匀,平均直径为53 nm,系多晶面心立方(fcc)结构。STEM模式下EDS线扫描和... 详细信息

采用双脉冲电化学沉积法,以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板制备了NiCu/Cu多层纳米线。利用透射电子显微术研究其微/纳结构和成分。研究结果表明,单根NiCu/Cu纳米线尺寸均匀,平均直径为53 nm,系多晶面心立方(fcc)结构。STEM模式下EDS线扫描和EDS面分布显示多层纳米线呈现NiCu和Cu交替排列组成的多层结构,其NiCu层和Cu层的平均沉积速率分别为5 nm/s和2 nm/s。化学组分测量测定NiCu层原子比为Ni∶Cu=51∶49,Cu层为纯铜。并通过NiCu合金和Cu纳米线元素测定分析、验证了Ni和Cu的含量比例关系。利用HRTEM和CBED深入表征分析了非磁性层尺度小于10 nm的NiCu/Cu纳米线的磁性层、非磁性层和过渡层结构。

关键词：多层纳米线扫描透射电子显微学 EDS面分析会聚束电子衍射(CBED) 电化学沉积微/纳结构

纳米金属多层膜与多层纳米线的电化学制备及其表征

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物理化学学报 2003年第2期19卷 177-180页

作者：迟广俊冯钊永赵瑾姚素薇天津大学化工学院天津300072

分别采用单槽法和双槽法电沉积Cu/Co多层膜.研究了两种电沉积方法制备多层膜的工艺条件,利用电化学方法、XRD和SEM对多层膜进行表征,并对Cu/Co多层膜的巨磁阻性能进行了测试.采用电沉积多层膜的方法,以多孔铝阳极氧化膜(AAO)为模板,在... 详细信息

分别采用单槽法和双槽法电沉积Cu/Co多层膜.研究了两种电沉积方法制备多层膜的工艺条件,利用电化学方法、XRD和SEM对多层膜进行表征,并对Cu/Co多层膜的巨磁阻性能进行了测试.采用电沉积多层膜的方法,以多孔铝阳极氧化膜(AAO)为模板,在纳米孔内沉积Cu/Co多层线,采用TEM对多层纳米线进行了表征.

关键词：电沉积纳米多层膜多层纳米线巨磁电阻 GMR