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高矫顽力的Co70Cu30合金纳米线阵列的制备及磁性研究

刘晓旭 赵兴涛 张颖 朱岩 吴光恒

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高矫顽力的Co70Cu30合金纳米线阵列的制备及磁性研究

刘晓旭, 赵兴涛, 张颖, 朱岩, 吴光恒

Fabrication and magnetic properties of Co70Cu30 alloy nanowire arrays with high coercivity

Liu Xiao-Xu, Zhao Xing-Tao, Zhang Ying, Zhu Yan, Wu Guang-Heng
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  • 利用直流电化学沉积法, 在多孔阳极氧化铝模板中首次制备出了具有[220]取向的单晶 面心立方结构的CoCu固溶体合金纳米线阵列, 其Co含量高达70%.透射电子显微镜显示纳米线均匀连续, 具有较高的长径比, 约为300. 磁性测量表明所制备的Co70Cu30 合金纳米线具有超高的矫顽力Hc//=2438 Oe(1 Oe=79.5775 A/m)和较高的矩形比S//=0.76, 远高于以往报道的CoCu合金纳米线的磁性, 分析表明磁性好的主要原因是由于较高Co含量和高形状各向异性. 通过磁性测量和模型计算, 得到Co70Cu30 合金纳米线阵列在反磁化过程中遵从对称扇型转动的球链模型, 并从结构的角度分析了Co70Cu30合金纳米线阵列的反磁化行为.
    CoCu solid solution alloy nanowire arrays which exhibit the face-centered cubic structure with strong [220] orientation along the nanowire axes are fabricated for first time in the anodic aluminum oxide template by electrodeposition. The proportion of Co ingredient in CoCu alloy nanowire arrays is up to 70%. Transmission electron microscopy revealts that the nanowire arrays are uniform and continuous and have a large aspect ratio of about 300. The magnetic hysteresis loop demonstrates that the Co70Cu30 alloy nanowire arrays have a large coercivity of about 2438 Oe and relatively large squareness of about 0.76 parallel to nanowire arrays which greatly exceeds the value previousely reported. Good magnetic properties are achieved due mainly to the larger proportion of Co ingredient than that in the normal CoCu alloy nanowire arrays and the large shape anisotropy. The results of magnetic measurement and the calculations from formula demonstrate that the symmetric fanning mechanism of sphere chains model could be employed to explain the magnetization reversal process which is related to the structure of the Co70Cu30 nanowire arrays.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50971130) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50971130).
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-29
  • 修回日期:  2011-12-26
  • 刊出日期:  2012-07-05

高矫顽力的Co70Cu30合金纳米线阵列的制备及磁性研究

  • 1. 河北科技师范学院理化学院, 秦皇岛 066004;
  • 2. 燕山大学电气学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 秦皇岛 066004;
  • 3. 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50971130) 资助的课题.

摘要: 利用直流电化学沉积法, 在多孔阳极氧化铝模板中首次制备出了具有[220]取向的单晶 面心立方结构的CoCu固溶体合金纳米线阵列, 其Co含量高达70%.透射电子显微镜显示纳米线均匀连续, 具有较高的长径比, 约为300. 磁性测量表明所制备的Co70Cu30 合金纳米线具有超高的矫顽力Hc//=2438 Oe(1 Oe=79.5775 A/m)和较高的矩形比S//=0.76, 远高于以往报道的CoCu合金纳米线的磁性, 分析表明磁性好的主要原因是由于较高Co含量和高形状各向异性. 通过磁性测量和模型计算, 得到Co70Cu30 合金纳米线阵列在反磁化过程中遵从对称扇型转动的球链模型, 并从结构的角度分析了Co70Cu30合金纳米线阵列的反磁化行为.

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