[发明专利]低温下具有非线性输运行为的CoZn纳米线的电沉积制备方法

说明书

低温下具有非线性输运行为的CoZn纳米线的电沉积制备方法，步骤如下：首先配制了一种离子液体，以此液体为反应溶液，通过恒电压的工作模式在多孔氧化铝模板上进行沉积，然后利用NaOH溶液将模板清除掉之后即可得到直径为45~55nm的CoZn合金纳米线；通过控制反应溶液的离子摩尔比等参数，获得在低温下具有非线性输运行为的CoZn合金纳米线；具有工艺简单和经济低耗的优点。

技术领域

本发明属于离子液体电化学沉积工艺领域，具体涉及低温下具有非线性输运行为的CoZn纳米线的电沉积制备方法。

背景技术

近年来，Co纳米线由于具有磁性各相异性的特点，其在高密度存储器、高灵敏度磁阻材料等应用中具有巨大的前景，同样Zn纳米线在纳米电子学器件中也有很大的应用前景。因此，二者结合的具有不同原子比的CoZn合金纳米线在纳米尺度下的存储器件等方面具有广阔的应用价值，而可控的实现合成具有不同原子比的CoZn合金纳米线具有深远的研究意义。

常用的用来实现电沉积纳米线的方法主要有交流和直流两种电沉积技术，而目前用来制备CoZn合金纳米线的方法主要是交流电沉积技术。虽然交流电沉积技术具有沉积速率高等优点，但是其在有效的控制CoZn合金材料的组成成分和晶体质量方面存在着缺点。而直流电沉积技术不但能控制合金纳米线的组成成分，而且能获得较高结晶度的合金纳米线。因此，利用直流电沉积的方法来实现CoZn合金纳米线的可控制备，并且获得配置溶液中元素的比例等参数对于CoZn合金纳米线的成分和结构的影响机理，在此基础上获得单根纳米线在低温下的输运性质，对于CoZn纳米线在电子学器件中的应用具有重大的基础研究价值。

至今还未有研究在直流电沉积方式下配置溶液的元素比例对于制备的CoZn合金纳米线的结构和性能影响的报道，对于合成的单根CoZn合金纳米线的电输运性质也尚未有研究。因此，研究在直流电沉积方式下配置溶液的元素比例对于CoZn合金纳米线的合成影响以及制备合成的单根CoZn合金纳米线的电输运性质的研究势在必行。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种利用电沉积方法实现在低温下具有非线性输运行为的CoZn合金纳米线的制备方法，本发明设备要求简单，实验条件比较容易达成，制备出的CoZn合金纳米线的均匀性好，尺寸容易控制；CoZn合金纳米线作为磁性材料，可控的实现合成具有不同原子比的CoZn合金纳米线在制备电子学器件中具有深远的意义。

为了达到上述的目的，本发明的目的在于提供低温下具有非线性输运行为的CoZn合金纳米线的电沉积制备方法，包括以下步骤：

1）将七水硫酸钴和七水硫酸锌按照0.05mol和0.017~0.05mol的比例溶于250ml的去离子水中制备成混合溶液，然后搅拌2-3小时搅拌均匀，之后加入硼酸作为电沉积的缓冲溶剂并再次搅拌2-3小时混合均匀，得到沉积CoZn合金纳米线的配置混合溶液；

2）选择直径为45~55nm的多孔氧化铝作为沉积模板，在恒电压工作模式下沉积，沉积时间为2~3小时，将获得的CoZn合金纳米线置于氮气氛围中，于350~500℃的条件下退火30~60min，得到CoZn合金纳米线；

3）将浓度为1~1.2mol/L的NaOH水溶液滴在沉积制备的CoZn合金纳米线上，浸泡5~10min之后，利用去离子水清洗，重复三次，得到剥离了氧化铝模板的CoZn合金纳米线；

所述的步骤1）混合溶液中的七水硫酸钴的浓度为0.2mol/L；七水硫酸锌的浓度为0.067~0.2mol/L；

所述的步骤1）混合溶液中的七水硫酸钴和七水硫酸锌摩尔比为3:1~1:1。

所述的步骤1）混合溶液中添加的硼酸为11.25g，其浓度为：45g/L。

所述的步骤2）电沉积过程中，恒电压保持在1.4V恒定不变。