[发明专利]一种镍纳米颗粒/硅纳米线磁性复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种镍纳米颗粒/硅纳米线磁性复合材料的制备方法，该方法是在硅片上生长硅纳米线，再在硅纳米线上沉积镍纳米颗粒，得到镍纳米颗粒/硅纳米线磁性复合材料，该材料镍纳米颗粒为大小均匀球状纳米颗粒，直径为35～40nm；单分散在直径为20～300nm、长度为70～75μm的硅纳米线表面，相对独立，互无干扰；具有高阻塞温度(370K)，高矫顽力和低饱和磁化强度等磁性特征（5K时，饱和磁化强度为4.5emu/g，矫顽力为375.3Oe；400K时，饱和磁化强度为2.6emu/g，矫顽力为33.3Oe）。本发明具有制备方法简单，成本低，高重复性，制备环境要求低，适用于大规模工业生产。本发明制备的镍纳米颗粒/硅纳米线磁性复合材料可应用于磁性纳米材料、纳米磁存储等诸多领域。

主权项

一种镍纳米颗粒/硅纳米线磁性复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：(1) 标准RCA清洗步骤清洗硅片（p‑Si，双面抛光，<100> 晶向，电阻率为 0.1‑10 W×cm），氮气吹干备用；(2) 25 mmol L‑1AgNO3溶液与浓度为40%的氢氟酸混合，得到混合溶液，其25 mmol L‑1AgNO3溶液和浓度为40% 的氢氟酸体积比为1:1，超声使混合溶液均匀分布；将经清洗的硅片完全淹没于混合溶液中进行刻蚀，在刻蚀过程中，硅片表面与混合溶液液面垂直，并保证硅片两面刻蚀速率相同，反应时间60～70分钟，硅片双面生长有硅纳米线，其直径为20～300 nm，长度为70～75μm，然后，用大量去离子水冲洗，去除化学试剂残留；用硝酸去除沉积银；大量去离子水冲洗，去除化学试剂残留，氮气吹干备用；(3) 制备镍纳米颗粒/硅纳米线磁性复合材料a)镀液配置将1 mol L‑1六水合硫酸镍、0.5 mol L‑1硫酸铵、0.4 mmolL‑1十二烷基苯磺酸钠、2.5 mol L‑1氟化铵及0.2 mol L‑1柠檬酸钠混合，形成混合溶液，氨水调整混合溶液 pH值至8.5～9.0，85℃条件下，磁力搅拌均匀混合，直至混合溶液为绿色透明溶液；b)将制得的生长有硅纳米线的硅片置于镀液中反应3～5秒，镍纳米颗粒沉积在硅纳米线表面，其直径为35～40 nm，然后，用大量去离子水冲洗，去除表面残留物，在氮气氛围下吹干，得到镍纳米颗粒/硅纳米线磁性复合材料；其中：所述硅片为p‑Si，双面抛光，<100> 晶向，电阻率为 0.1‑10 Ω·cm。