[发明专利]一种制备镧钙锰氧纳米线阵列的方法

说明书

本发明公开一种制备镧钙锰氧纳米线阵列的方法，属于制备纳米材料技术领域；通过配套降压减薄工艺得到分布间距可控的阳极氧化铝模板之后辅以低压直流择优电沉积方法制备得到分布间距可控的镧钙锰氧纳米线阵列；该工艺突破了现有技术只能制备单一填充纳米线阵列的限制；丰富了镧钙锰氧纳米阵列作为微纳物理基础研究对象的磁学性能表现力，同时拓宽了其作为磁学器件的结构基础和性能基础。

技术领域

本发明涉及一种纳米线分布趋势和线间距均可调控的镧钙锰氧纳米线阵列的制备方法，属于制备钙钛矿型巨磁阻纳米线材阵列技术领域。

背景技术

阳极氧化铝模板是目前微纳材料科研领域应用得最为广泛的一种硬模板，其具有极为规律的蜂窝状结构，亦使得该结构具有极佳的物理空间稳定性，而模板本身材质为三氧化二铝，具有化学惰性，能够在高温高压和强酸碱性的环境下工作。镧钙锰氧体系材料是目前功能材料领域最为前沿的研究热点之一，其具有独特的巨磁阻效应，能够帮助人们进一步研究磁学物理基础理论和构建新一代磁学器件，综合上述两点，近年来通过阳极氧化铝模板制备各种结构和尺寸的微纳级别镧钙锰氧材料成为了最新的研究方向。

针对镧钙锰氧体系微纳材料制备和研究，经对现有技术文献检索发现，国内报道极少，大多见诸于国外期刊文献报道，如葡萄牙的M Kumaresavanji在Journal of AppliedPhysics上报道的“Magnetocaloric effect in La0.7Ca0.3MnO₃ nanotube arrays withbroad working temperature span”只能制备得到全模板填充的镧钙锰氧纳米管阵列，纳米管之间间距无法调控，排布形式单一，使得其无法通过改变间距和填充排布趋势来调整性能，无法满足研究微纳尺寸下物理性能变化的要求和制备不同结构的微纳磁学器件。如印度的 Satyendra Singh在Dalton Transactions上报道的“Surface spin glassbehavior in sol–gel derived La0.7Ca0.3MnO3nanotubes”只能制备得到断层状态的镧钙锰氧纳米管阵列，亦出在纳米管之间间距无法调控，排布形式只能为全填充状态等问题。南佛罗里达州立大学的S. Chandraa在Physica B上报道的“Fabrication and magneticresponse probed by RF transverse susceptibility in La0.67Ca0.33MnO3nanowires”只能得到分散的镧钙锰氧纳米线阵列，纳米线之间间距完全无法控制，不存在分布结构。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种纳米线分布趋势和线间距均可调控的镧钙锰氧纳米线阵列的制备方法；可通过调控改变纳米线之间的性能耦合情况进而改变整体磁学性能表现力，亦能够调整阵列结构解决目前技术只能制备得到全填充的镧钙锰氧纳米阵列的限制。

本制备镧钙锰氧纳米线阵列的方法包括如下步骤：

（1）一次氧化过程：以表面预处理后高光洁镜面铝箔片作阳极，铝箔片的表面镜面平整度会极大影响制备所得阳极氧化铝模板阵列有序度，其成正比关系；以铂电极作为阴极，在0.2~0.4mol/L草酸电解质中，35~50V直流电压下，进行1~3h一次氧化，得到一次氧化过程模板；

上述对铝箔原材料进行常规规格裁剪后，高温退火、清洗去脂和电化学抛光可得表面预处理的铝箔片；

（2）去氧化层过程：用质量分数1.5%~2%铬酸和质量分数5%~10%磷酸的混合酸液，在60~80℃下对步骤（1）中一次氧化过程模板进行化学腐蚀脱洗1~3h，其中铬酸和磷酸的体积比为=1:1~1:3，得到排布为正六边形且阵列有序的凹坑过程模板，模板上的有序凹坑将成为二次氧化高度阵列的诱发点；