搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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

引用本文:
Citation:

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
PDF
导出引用
  • 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).
    [1]

    Qin D H, Cao L, Sun Q Y 2002 Chem. Phys. Lett. 358 484

    [2]

    Thum-Albrecht T, Schotter J, Kastle G A, Emley N, Shibauchi T, Krusin-Elbaum L, Guarini K, Black C T, Tuominen M T, Bussell T P 2000 Science 290 2126

    [3]
    [4]

    De Grockel H A M, Kopinga K, De Jonge W J M, Panissod P, Schille J P, Den Broeder F J A 1991 Phys. Rev. B 44 9100

    [5]
    [6]

    Piraux L, George M, Despres J F, Leroy C, Ferain E, Legras R, Ounadjela K, Fert A 1994 Appl. Phys. Lett. 65 192484

    [7]
    [8]

    Blondel A, Meier J P, Doudin B, Ansermet J P 1994 Appl. Phys. Lett. 65 233019

    [9]
    [10]
    [11]

    Thomson T, Riedi P C, Morawe C, Zabel H 1996 J. Magn. Magn. Mater. 156 89

    [12]

    Cho J U, Min J H, Ko S P, Soh J Y, Kim Y K, Wu J H, Choi S H 2006 J. Appl. Phys. 99 08C909

    [13]
    [14]
    [15]

    Blythe H J, Fedosyuk V M, Kasyutich O I, Schwarzacher W 2000 J. Magn. Magn. Mater. 208 2518

    [16]
    [17]

    Wang Y W, Zhang L D, Meng G W, Peng X S, Jin Y X, Zhang J 2001 J. Phys. Chem. B 106 2502

    [18]

    Xue S H, Cao C B, Ji F Q 2005 Mater. Lett. 59 3173

    [19]
    [20]
    [21]

    Chen L J, Li Y X, Chen G F, Liu H Y, Liu X X, Wu G H 2006 Acta Phys. Sin. 55 5516 (in Chinese) [陈丽婕, 李养贤, 陈贵峰, 刘何燕, 刘晓旭, 吴光恒 2006 物理学报 55 5516]

    [22]
    [23]

    Fan X, Mashimo T, Huang X S 2004 Phys. Rev. B 69 094432

    [24]
    [25]

    Cao H Q, Wang L D, Wu U Q, Wang G Z, Zhang L, Liu X W 2006 Chem. Phys. Chem. 7 1500

    [26]
    [27]

    Wang P P, Gao L M, Qiu Z Y, Song X P, Wang L Q, Yang S, Murakami R 2008 J. Appl. Phys. 104 064304

    [28]

    Liu X X, Wang H Y, Liu B H, Zhu W, Feng L, Wu G H, Zhao J L, Li Y X 2010 Acta Phys. Sin. 59 2079 (in Chinese) [刘晓旭, 王鸿雁, 刘宝海, 朱伟, 冯琳, 吴光恒, 赵建玲, 李养贤 2010 物理学报 59 2079]

    [29]
    [30]
    [31]

    Wang T, Li F S, Wang Y, Song L J 2006 Phys. Stat. Sol. (a) 203 2426

    [32]

    Yang Z H, Li Z W, Liu L, Kong L B 2011 J. Magn. Magn. Mater. 323 2674

    [33]
    [34]
    [35]

    Childress J R, Chien C L 1991 Phys. Rev. B 43 8089

    [36]

    Qin D H, Wang C W, Sun Q Y, Li H L 2002 Appl. Phys. A 74 761

    [37]
    [38]

    Qin D H, Peng Y, Cao L, Li H L 2003 Chem. Phys. L 374 661

    [39]
    [40]

    Frei E H, Shtrikman S, Treves D 1957 Phys. Rev. 106 446

    [41]
    [42]
    [43]

    Jacobs I S, Bean C P 1955 Phys. Rev. 100 1060

    [44]

    Han G C, Zong B Y, Luo P 2003 J. Appl. Phys. 93 9202

    [45]
    [46]

    Gao J H, Zhan Q F, He W, Sun D L, Cheng Z H 2005 Appl. Phys. Lett. 86 232506

    [47]
  • [1]

    Qin D H, Cao L, Sun Q Y 2002 Chem. Phys. Lett. 358 484

    [2]

    Thum-Albrecht T, Schotter J, Kastle G A, Emley N, Shibauchi T, Krusin-Elbaum L, Guarini K, Black C T, Tuominen M T, Bussell T P 2000 Science 290 2126

    [3]
    [4]

    De Grockel H A M, Kopinga K, De Jonge W J M, Panissod P, Schille J P, Den Broeder F J A 1991 Phys. Rev. B 44 9100

    [5]
    [6]

    Piraux L, George M, Despres J F, Leroy C, Ferain E, Legras R, Ounadjela K, Fert A 1994 Appl. Phys. Lett. 65 192484

    [7]
    [8]

    Blondel A, Meier J P, Doudin B, Ansermet J P 1994 Appl. Phys. Lett. 65 233019

    [9]
    [10]
    [11]

    Thomson T, Riedi P C, Morawe C, Zabel H 1996 J. Magn. Magn. Mater. 156 89

    [12]

    Cho J U, Min J H, Ko S P, Soh J Y, Kim Y K, Wu J H, Choi S H 2006 J. Appl. Phys. 99 08C909

    [13]
    [14]
    [15]

    Blythe H J, Fedosyuk V M, Kasyutich O I, Schwarzacher W 2000 J. Magn. Magn. Mater. 208 2518

    [16]
    [17]

    Wang Y W, Zhang L D, Meng G W, Peng X S, Jin Y X, Zhang J 2001 J. Phys. Chem. B 106 2502

    [18]

    Xue S H, Cao C B, Ji F Q 2005 Mater. Lett. 59 3173

    [19]
    [20]
    [21]

    Chen L J, Li Y X, Chen G F, Liu H Y, Liu X X, Wu G H 2006 Acta Phys. Sin. 55 5516 (in Chinese) [陈丽婕, 李养贤, 陈贵峰, 刘何燕, 刘晓旭, 吴光恒 2006 物理学报 55 5516]

    [22]
    [23]

    Fan X, Mashimo T, Huang X S 2004 Phys. Rev. B 69 094432

    [24]
    [25]

    Cao H Q, Wang L D, Wu U Q, Wang G Z, Zhang L, Liu X W 2006 Chem. Phys. Chem. 7 1500

    [26]
    [27]

    Wang P P, Gao L M, Qiu Z Y, Song X P, Wang L Q, Yang S, Murakami R 2008 J. Appl. Phys. 104 064304

    [28]

    Liu X X, Wang H Y, Liu B H, Zhu W, Feng L, Wu G H, Zhao J L, Li Y X 2010 Acta Phys. Sin. 59 2079 (in Chinese) [刘晓旭, 王鸿雁, 刘宝海, 朱伟, 冯琳, 吴光恒, 赵建玲, 李养贤 2010 物理学报 59 2079]

    [29]
    [30]
    [31]

    Wang T, Li F S, Wang Y, Song L J 2006 Phys. Stat. Sol. (a) 203 2426

    [32]

    Yang Z H, Li Z W, Liu L, Kong L B 2011 J. Magn. Magn. Mater. 323 2674

    [33]
    [34]
    [35]

    Childress J R, Chien C L 1991 Phys. Rev. B 43 8089

    [36]

    Qin D H, Wang C W, Sun Q Y, Li H L 2002 Appl. Phys. A 74 761

    [37]
    [38]

    Qin D H, Peng Y, Cao L, Li H L 2003 Chem. Phys. L 374 661

    [39]
    [40]

    Frei E H, Shtrikman S, Treves D 1957 Phys. Rev. 106 446

    [41]
    [42]
    [43]

    Jacobs I S, Bean C P 1955 Phys. Rev. 100 1060

    [44]

    Han G C, Zong B Y, Luo P 2003 J. Appl. Phys. 93 9202

    [45]
    [46]

    Gao J H, Zhan Q F, He W, Sun D L, Cheng Z H 2005 Appl. Phys. Lett. 86 232506

    [47]
  • [1] 姜恩海, 朱兴凤, 陈凌孚. Heusler合金Co2MnAl(100)表面电子结构、磁性和自旋极化的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(14): 147301. doi: 10.7498/aps.64.147301
    [2] 吕瑾, 秦健萍, 武海顺. ConAl (n= 18)合金团簇结构和磁性质研究. 物理学报, 2013, 62(5): 053101. doi: 10.7498/aps.62.053101
    [3] 李立群, 刘爱萍, 赵海新, 崔灿, 唐为华. TiO2/CdSe多层膜结构的制备及光电化学性能研究. 物理学报, 2012, 61(10): 108201. doi: 10.7498/aps.61.108201
    [4] 张培增, 李瑞山, 谢二庆, 杨华, 王璇, 王涛, 冯有才. 电化学方法制备ZnO纳米颗粒掺杂类金刚石薄膜及其场发射性能研究. 物理学报, 2012, 61(8): 088101. doi: 10.7498/aps.61.088101
    [5] 罗礼进, 仲崇贵, 方靖淮, 赵永林, 周朋霞, 江学范. Heusler合金Mn2 NiAl的电子结构和磁性对四方畸变的响应及其压力响应. 物理学报, 2011, 60(12): 127502. doi: 10.7498/aps.60.127502
    [6] 赵昆, 张坤, 王家佳, 于金, 吴三械. Heusler合金Pd2 CrAl四方变形、磁性及弹性常数的第一性原理计算. 物理学报, 2011, 60(12): 127101. doi: 10.7498/aps.60.127101
    [7] 吕庆荣, 方庆清, 刘艳美. 纳米结构CoxFe3-xO4多孔微球的磁性及交换偏置效应研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047501. doi: 10.7498/aps.60.047501
    [8] 文黎巍, 王玉梅, 裴慧霞, 丁俊. Sb系half-Heusler合金磁性及电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047110. doi: 10.7498/aps.60.047110
    [9] 郭光华, 张光富, 王希光. 反铁磁耦合硬磁-软磁-硬磁三层膜体系的不可逆交换弹性反磁化过程. 物理学报, 2011, 60(10): 107503. doi: 10.7498/aps.60.107503
    [10] 张富春, 张威虎, 董军堂, 张志勇. Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性. 物理学报, 2011, 60(12): 127503. doi: 10.7498/aps.60.127503
    [11] 刘晓旭, 王鸿雁, 刘宝海, 朱伟, 冯琳, 吴光恒, 赵建玲, 李养贤. 束状形貌Co89Cu11纳米线阵列的制备及其磁性研究. 物理学报, 2010, 59(3): 2085-2089. doi: 10.7498/aps.59.2085
    [12] 莫丹, 陈艳峰, 段敬来, 侯明东, 刘杰, 孙友梅, 薛智浩, 姚会军, 张苓. 云母模板中Cu纳米线的制备及其光学性质研究. 物理学报, 2009, 58(4): 2599-2604. doi: 10.7498/aps.58.2599
    [13] 刘晓旭, 陈贵锋, 李养贤, 徐世峰, 吴光恒, 徐 秋, 王鸿雁, 刘宝海, 师宏伟, 王冀霞, 赵郁海. CoxCu1-x复相纳米线阵列的制备及其磁性的研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4527-4533. doi: 10.7498/aps.57.4527
    [14] 刘锦宏, 张凌飞, 田庚方, 李济晨, 李发伸. 低温固相反应法制备的NiFe2O4纳米颗粒的结构与磁性. 物理学报, 2007, 56(10): 6050-6055. doi: 10.7498/aps.56.6050
    [15] 庞利佳, 孙光飞, 陈菊芳, 强文江, 张锦标, 黎文安. 纳米晶复合Pr2Fe14B/α-Fe永磁材料磁性的研究. 物理学报, 2006, 55(6): 3049-3053. doi: 10.7498/aps.55.3049
    [16] 陈丽婕, 李养贤, 陈贵锋, 刘何燕, 刘晓旭, 吴光恒. Fe100-xPdx合金纳米线阵列的制备及其磁性研究. 物理学报, 2006, 55(10): 5516-5520. doi: 10.7498/aps.55.5516
    [17] 叶 凡, 谢二庆, 李瑞山, 林洪峰, 张 军, 贺德衍. 类金刚石和碳氮薄膜的电化学沉积及其场发射性能研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3935-3939. doi: 10.7498/aps.54.3935
    [18] 胡海宁, 陈京兰, 吴光恒. 电化学沉积Fe单晶纳米线生长中的取向控制. 物理学报, 2005, 54(1): 389-392. doi: 10.7498/aps.54.389
    [19] 胡海宁, 陈京兰, 吴光恒, 陈丽婕, 刘何燕, 李养贤, 曲静萍. 电化学沉积Fe与FePd纳米线阵列的磁性. 物理学报, 2005, 54(9): 4370-4373. doi: 10.7498/aps.54.4370
    [20] 汪金芝, 方庆清. 纳米Zn0.6CoxFe2.4-xO4晶粒的结构相变与磁性研究. 物理学报, 2004, 53(9): 3186-3190. doi: 10.7498/aps.53.3186
计量
  • 文章访问数:  5684
  • PDF下载量:  353
  • 被引次数: 0
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

/

返回文章
返回