[發明專利]一種網狀多層釤鈷納米線的制備方法

在審

• 申請號: 202110059508.9
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN112687442A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 楊杭福;黃霞妮;吳瓊;葛洪良
• 申請（專利權）人: 湯春妹
• 主分類號: H01F1/00
• 分類號: H01F1/00;H01F41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種網狀多層釤鈷納米線的制備方法，本發明通過高能重離子束制備含3D網狀結構通道的聚碳酸酯薄膜（PC）模板，利用脈沖電沉積技術，制備得到網(SmCo)_1?xCu_x/Cu納米線，所獲得納米線成相互連接的網狀結構，能夠直接作為磁性納米器件使用，其次通過引入非磁性納米層Cu，增強釤鈷的去磁耦合相互作用，提高矯頑力。

技術領域

本發明涉及釤鈷磁體的制備方法，尤其涉及網狀釤鈷納米線的制備方法，屬于永磁材料技術領域。

背景技術

一維納米磁性材料作為其它低維納米材料的研究基礎，它與納米電子器件及微型傳感器息息相關，并且在研制微觀領域納米電子器件等方面有著廣泛的應用前景，它可用作納米器件、掃描隧道顯微鏡的針尖、光導纖維、敏感材料、超大規模集成電路的連線、微型鉆頭以及復合材料增強劑等。釤鈷永磁材料作為第一代和第二代永磁體，因為其磁各向異性顯著、居里溫度高等優勢仍有著重要的價值。釤鈷納米線作為一維材料，納米材料具有小尺寸效應，表面效應，量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等，是納米組裝技術的關鍵材料。

目前釤鈷低維材料的制備方法，主要有氣相沉積、濺射、旋涂以及電沉積等，磁控濺射等有著成本高、工藝要求高等缺點，研究者試圖找到一種成本低、操作簡單的工藝。電沉積是一種優秀的材料制備手段，有著設備簡單、成本低、生產效率高等優點，研究者們進行了電沉積制備稀土永磁材料的嘗試。其中河北工業大學利用電沉積和AAO氧化鋁模板制備釤鈷納米線，通過調配Sm:Co離子的比例，發現當Sm:Co離子的比例為6：1時，所獲得的磁性能最佳，但該方法制備得到得到的納米線不能站立，不能直接作為器件使用，這在一定程度上限制了其作為納米器件方面的應用，同時，由于納米尺寸效應，所獲得的SmCo納米線的矯頑力都較低。

發明內容

本發明正是針對現有技術存在的不足，提供一種網狀釤鈷磁性納米線的制備方法。

為解決上述問題，本發明所采取的技術方案如下：

一種網狀釤鈷磁性納米線的制備方法，包括以下步驟：

1）網狀PC通道模板制作：利用高能重離子束輻照在聚碳酸酯薄膜（PC）表面，輻照過程中，以重離子束為法線，先調節聚碳酸酯薄膜的角度，使聚碳酸酯薄膜與重離子束的輻射角度為α，再旋轉聚碳酸酯薄膜，使碳酸酯薄膜與重離子束的輻射角度為-α，聚碳酸酯經過兩次重離子束輻照后，在內部形成網狀的納米通道網絡，將聚碳酸酯薄膜放入Na(OH)溶液中，通過化學刻蝕法，將納米通道網絡的孔擴大，形成具有3D網狀結構的PC通道模板，最后使用電子蒸鍍法，在聚碳酸酯薄膜表面鍍一層Au/Pt薄膜。

2）化學電沉積：配制一定濃度的Sm₂(SO₄)₃，CoSO₄和CuSO₄混合溶液作為化學電沉積溶液，以硼酸、檸檬酸和檸檬酸鈉的一種或多種，作為絡合劑，將步驟1得到的網狀PC通道模板放入電沉積液中，利用電化學工作站，以模板上的Au/Pt薄膜作為陰極，Ag/AgCl作為參比電極以及Pt作為對電極，采用脈沖電沉積技術，沉積電位在-2V和-0.4V之間切換，-2.4V沉積SmCo材料，-0.4V用來沉積Cu，-2.4V的脈沖持續時間為500ms~1s，-0.4V脈沖的持續時間為1s~2s，在聚碳酸酯薄膜中沉積得到網狀(SmCo)_1-xCu_x/Cu多層納米線，其中x≤0.05，(SmCo)_1-xCu_x的厚度為10nm~20nm，Cu納米層的厚度為1nm~2nm。

3）模板移除：將步驟2中得到的(SmCo)_1-xCu_x/Cu納米線的聚碳酸酯薄膜，放入二氯甲烷溶液中，聚碳酸酯薄膜溶解后得到網狀(SmCo)_1-xCu_x/Cu納米線。