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纳米铁颗粒的制备及其性质研究

作　者: 朱普磊
导　师: 杨新菊
学　校: 复旦大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米铁颗粒磁力显微镜磁滞回线 X射线光电子能谱氮氢混合气体
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 81次
引　用: 1次
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内容摘要

1.用磁控溅射,在Si衬底上生长了SiO₂-Fe-SiO₂的三层结构,Fe层的厚度分别为10 nm至30 nm不等。在不同条件下对样品进行了退火,以研究退火条件对制备纳米铁颗粒的影响。结果表明,退火温度为500℃,退火时间为一个小时是比较适合的退火条件。而在氧气、氮气、真空、氮氢混合气四种退火气氛中,以氮氢混合气体退火的样品表现出的磁学性质最佳。2.对氮氢混合气体退火的不同厚度的样品进行了比较研究。X射线衍射（XRD）的测量结果表明了铁颗粒的存在,并且Fe层厚度越厚的样品颗粒尺寸越大。利用磁力显微镜（MFM）观察样品的微观磁畴结构,Fe层厚度越薄的样品磁畴越小。利用振动样品磁强计（VSM）测量样品的磁滞回线可以观察样品的宏观磁学性质,随着Fe层厚度的增加,样品的饱和磁化强度增加,而矫顽力迅速减小,之后趋于饱和。3.利用X射线光电子能谱（XPS）对不同气氛退火的样品进行了深度剖面分析。氮氢混合气体退火的样品形成了Fe-Fe₂O₃的core-shell结构,且氧化铁的厚度相对较薄。氧气中退火的样品氧化铁的含量大大增加,样品被过度氧化,所以没有表现出明显的磁性。真空退火的样品也能测出明显的磁学信号,其氧化铁的相对含量介于氮氢混合气体退火和氧气退火之间,但样品中所含的铁明显向样品的表面偏析了。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-5
第一章引言  5-7
  1.1 纳米磁性颗粒  5
  1.2 纳米磁性颗粒的制备  5
  1.3 纳米磁性颗粒的性质研究  5-6
  1.4 本论文主要内容  6-7
第二章纳米铁颗粒的制备和表征方法  7-15
  2.1 纳米铁颗粒的制备  7-11
    2.1.1 磁控溅射原理  7-8
    2.1.2 设备  8-9
    2.1.3 实验方法  9-11
  2.2 表征方法  11-15
    2.2.1 X射线衍射(XRD)  11
    2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)  11-13
    2.2.3 振动样品磁强计(VSM)  13
    2.2.4 磁力显微镜(MFM)  13-15
第三章退火条件对纳米铁颗粒磁学性质的影响  15-23
  3.1 实验方法  15
  3.2 结果与分析  15-22
    3.2.1 退火温度与退火时间的选择  15-16
    3.2.2 不同气氛下退火样品的磁学性质  16-18
    3.2.3 样品厚度的影响  18-22
  3.3 小结  22-23
第四章不同气氛条件退火的样品的结构及组分分布  23-32
  4.1 XRD测试结果  23-24
  4.2 XPS测试结果  24-31
    4.2.1 经forming gas退火后样品的XPS分析  24-29
    4.2.2 不同气氛下退火样品的比较  29-31
  4.3 小结  31-32
参考文献  32-34
致谢  34-35

纳米铁颗粒的制备及其性质研究

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