电沉积Fe-W-ZrO2纳米复合镀层的结构与腐蚀行为
马叙, 姚素薇, 张卫国, 王宏智
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20071024
采用复合电沉积工艺制备了Fe-W-ZrO2纳米复合镀层. 分别用扫描电子显微镜(SEM)、扫描电子显微镜附带能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、恒电位仪等技术较系统地研究了Fe-W-ZrO2纳米复合镀层的表面形貌、成分、结构、硬度和耐蚀性. 结果表明, 复合镀层的质量组成为Fe 38.3%(w)、W52.7%(w)、ZrO2 9.0%(w) 时, 在ZrO2纳米粒子的弥散强化作用下, Fe-W非晶合金镀层的裂纹状况得到明显改善, 而且复合镀层成分分布均匀, 组织致密, 结构呈现明显的非晶态特征;复合镀层比Fe-W合金有更高的显微硬度;30 ℃下, Fe-W-ZrO2纳米复合镀层在3.5%(w)NaCl和0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中的耐蚀性较Fe-W非晶合金镀层明显提高.
关键词: 电沉积; Fe-W 合金; 非晶态; 纳米复合镀层; 耐蚀性
银纳米线的TEM表征
迟广俊, 姚素薇, 范君, 张卫国, 王宏智
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20020612
通过交流电沉积的方法,以多孔铝阳极氧化膜(Al2O3/Al)为模板,制备金属银纳米线.透射电子显微镜(TEM)分析表明, 银纳米线长度平均约为5 μm, 直径25 nm;银纳米线在多孔Al2O3/Al孔内互相平行,显示凸凹相间的条纹结构.选区电子衍射(SAED)证实,银纳米线具有面心立方(FCC)的多晶结构,探讨了银纳米线凸凹相间条纹结构的形成机理.
关键词: 电沉积;银纳米线;透射电子显微镜;模板合成
自旋阀多层膜的电化学制备及其巨磁电阻效应
姚素薇, 姜莹, 张卫国
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20070408
采用双槽控电位电沉积法在n-Si(111)基体上以NiFe 薄膜为缓冲层制备了[Ni80Fe20/Cu/Co/Cu]n自旋阀多层膜, 并确定了电沉积的工艺条件. 利用X射线衍射(XRD)表征了自旋阀多层膜的超晶格结构, 研究了NiFe缓冲层对自旋阀生长取向的影响. 采用四探针法研究了各子层厚度对自旋阀巨磁电阻效应的影响, 通过振动样品磁强计(VSM)测试了自旋阀的磁滞回线. 自旋阀的巨磁电阻(GMR)值最初随着铜层厚度的变化并发生周期性振荡, Cu 层厚度为3.6 nm时, GMR 达到最大值,随后逐渐减小. 随着Co层和NiFe 层厚度的增大, GMR 值的变化趋势均为先增大后减小. 当自旋阀的结构为NiFe(25 nm)/[Cu(3.6 nm)/Co(1.2 nm)/Cu(3.6 nm)/NiFe(2.8 nm)]30时, GMR 值可达5.4%, 对应的磁电阻灵敏度(SV)为0.2%·Oe-1, 饱和磁场仅为350 Oe.
关键词: 自旋阀;多层膜;电沉积;巨磁电阻;超晶格
TiO2修饰的镍基光电极的制备及光电化学性能
赵转清, 姚素薇, 张卫国, 龚正烈
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20020519
通过溶胶凝胶法,直接在导电的金属镍基上制备多孔TiO2纳米薄膜,利用STM观察电极的表面形貌,所制TiO2粒径约为20~80 nm,随着烧结温度的升高,TiO2纳米薄膜表面孔的数量增多、孔径增大.用循环伏安法分析了电极的光电化学性能,结果表明,电极的光电响应随烧结温度的升高和薄膜厚度的增加而增大.
关键词: 溶胶-凝胶;TiO2;纳米薄膜;循环伏安法;光电化学性能
在线性壳聚糖膜内原位还原制备银纳米粒子及银单晶体
姚素薇, 刘恒权, 张卫国, 王宏智, 郑长峰
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20030518
采用光还原方法,在线性壳聚糖膜内原位还原获得球形银粒子(粒径10~30 nm)和外观呈三角形、六边形的银单晶体(边长200~2000 nm);采用电化学方法,在壳聚糖膜内制备了球形银纳米粒子,粒径为5~8 nm.用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)等测试技术对壳聚糖/银复合物进行了表征,对光还原过程中银晶体结构由多晶到单晶的转变原因进行了初步的分析和探讨.
关键词: 壳聚糖膜;光还原;电化学还原;银纳米粒子;银单晶体
Ni-W纳米结构梯度镀层的制备、表征及热应变特性
王宏智, 姚素薇, 邢冬梅, 张卫国
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20021114
采用电沉积方法并调节镀液温度、电流密度等工艺参数制备Ni-W纳米结构梯度镀层.SEM能谱测试及X射线衍射测试表明,沿镀层生长方向,钨含量逐渐增加,晶粒尺寸由10.9 nm递减到1.5 nm,晶格畸变度逐渐增大,镀层由纳米晶逐步过渡到非晶结构.结构呈连续梯度分布.热应变特性研究表明,沿镀层厚度方向,热应变变化平缓,有效地缓解了界面处材料热失配,从而缓和了材料的热应力.
关键词: 电沉积;Ni-W合金;纳米梯度
模板组装Fe纳米线阵列及其微结构
姚素薇, 迟广俊, 崔兰, 范君, 张卫国, 王宏智
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20021013
铝在硫酸溶液中经直流阳极氧化,得到多孔铝阳极氧化膜(AAO). 以AAO膜为模板,通过交流电沉积的方法,在AAO模板孔内成功组装了Fe纳米线.TEM分析表明,Fe纳米线的长度约为2.5 μm,其长度分布十分均匀;粗细均匀,直径约为25 nm. XRD实验分析证实,所制备的Fe纳米线为α-Fe.选区电子衍射(SAED)实验分析表明,α-Fe纳米线具有单晶结构.
关键词: 电沉积;铁纳米线;单晶;模板合成
氧化铝纳米线的制备及其形成机理
张璐, 姚素薇, 张卫国, 王宏智
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20051112
采用二次铝阳极氧化技术, 制备高度有序的铝阳极氧化膜(AAO模板). 经X射线衍射(XRD)分析, 模板为无定形结构. 将模板放入腐蚀液中, 可获得大量无定形结构的氧化铝纳米线. 模板在800 ℃下退火4 h后, 变为γ-Al2O3结构, 采用类似腐蚀液溶解模板, 得到大量γ-Al2O3纳米线. 研究了腐蚀液种类、腐蚀时间和模板晶体结构等因素对生成氧化铝纳米线的影响, 并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和XRD对纳米线的形貌与结构进行了表征. 结果表明, 在多种腐蚀液中, 均可获得氧化铝纳米线; 随着腐蚀时间的增加, 纳米线的长度增加, 直径变小, 长径比增大; 氧化铝纳米线的晶体结构与所采用模板的晶体结构一致. 此外, 还采用原子力显微镜(AFM)和SEM对AAO膜的表面形貌及其结构特点进行了详细的观测, 并以此为基础讨论了氧化铝纳米线的形成机理, 认为AAO模板本身存在的花状微结构是形成纳米线的内因, 花瓣间的凹陷部位首先被腐蚀断裂, 形成氧化铝纳米线.
关键词: 多孔阳极氧化铝(AAO)膜;腐蚀法;氧化铝纳米线;形成机制
半导体Si上电沉积Cu-Co颗粒膜及其巨磁电阻效应
姚素薇, 吴海霞, 王宏智, 张卫国
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB20050818
采用电化学沉积方法在半导体Si上制备Cu-Co金属颗粒膜. XRD测试结果表明制备态的薄膜形成了单相亚稳态面心合金结构, 薄膜经退火后, XRD谱图中出现了析出的纯金属Co的衍射峰, 这表明薄膜在退火过程中发生了相分离. TEM测试结果也进一步证实了磁性的Co颗粒从非磁性的铜基体中析出. 随着退火温度的增加, 颗粒膜巨磁电阻(GMR)效应不断增大, 当退火温度为450 ℃时, Co0.20Cu0.80薄膜的巨磁电阻效应达到最大, 磁阻率为8.21%. 之后, 磁阻率又随退火温度的升高而降低. 退火前后样品磁滞回线的变化表明薄膜中发生了从超顺磁性到铁磁性的转变, 矫顽力、剩余磁化强度和饱和磁化强度均随退火温度的增高而逐渐增大. 超顺磁性颗粒的作用导致了GMR-H与M-H曲线的不同.
关键词: 颗粒膜;电沉积;相分离;巨磁电阻;超顺磁性
双槽法电沉积Cu/Ni多层纳米线有序阵列
张卫国, 李伟祥, 张璐, 姚素薇
【物理化学学报】doi: 10.1016/S1872-1508(06)60043-0
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 100 nm,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 589 Oe和 202 Oe。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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