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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
近年来，在微电子学、磁存储、工业催化以及生物医学等领域，高密度、高容量、高性能的发展趋势要求材料不断向小型化、功能化发展，有序磁性纳米材料的合成研究受到了越来越广泛的关注。磁性有序纳米结构由于结构单元的空间取向和排列而具有许多崭新的性质，也是制备小型化纳米器件的基础，因此将磁性纳米粒子组装成各种有序结构具有显著的科学意义和应用价值。本论文旨在探索磁性纳米材料的液相合成新途径，发展高度可控、温和、简便的合成方法，研究磁性能与纳米材料结构之间的关联，实现对目标材料物理、化学性质的剪裁以获得新颖的有序磁性纳米结构。论文围绕Ni、Co及其化合物纳米材料的磁场诱导化学合成、表征、生长机制及性质研究而展开，实现了材料从简单结构（颗粒）到复杂结构（一维链状、多级结构）、从单一成分到异质成分的转变，研究了样品尺寸、成分、结构的变化对其磁学性质性能的影响。具体内容分为以下五个部分：1、设计并搭建了磁场诱导加湿化学合成的实验装置，在乙二醇（Ethylene glycol，EG）体系中以NiCl2, N2H4为原料，采用温和的液相无模板磁场诱导合成方法，成功制备了均匀、轴取向纳米Ni链，其直径分布从30到120 nm，长度从0.2到5 µm。基于这些实验结果我们提出了磁场诱导生长准一维磁性纳米材料的生长机制。外加磁场辅助下，在硅基底材料上实现了对合成制得的轴取向纳米Ni链的取向重排。在此基础上研究了硅衬底上取向Ni纳米阵列的磁各向异性。2、在EG体系中，以NiCl2，N2H4为原料，采用温和的液相无模板磁场诱导合成方法，通过对反应温度和外加磁场的有效调控，制备了一系列不同尺寸、粒径均匀的取向纳米Ni链。其直径分布从20到200 nm有效可控。实验结果显示产物的晶粒尺寸、直径以及Ni链长度都随反应温度的变化而变化。在此基础上研究了其动力学生长过程，得到了其动力学特征量，ΔED和ΔEL，即与粒径和长度相关的内聚能。研究结果表明由于磁性纳米Ni链塞曼能量的存在，其链长随外加磁场的增大而增长。对不同粒径纳米Ni链的磁性测量结果显示，其饱和磁化强度具有明显的尺寸依赖效应。近于线性的拟合结果表明，本体系下制得的纳米Ni链是一种具有非磁性包覆层的磁核核壳结构。3、以NiCl2，N2H4，KOH，NaOH等为原料，采用简单的湿化学方法在碱性环境中合成制备了一系列星形、花状、片状交叉Ni多级结构纳米晶，在外磁场诱导下实现了其准一维链状阵列重排。对材料进行细致深入的结构分析，提出了相应的生长机理，对比研究了多级结构以及磁场诱导重排带来的磁学性质的改变。4、以CoCl2，N2H4，KOH，NaOH等为原料，采用简单的湿化学方法在强碱性水溶液环境中合成了一系列雪花状Co纳米自组装多级结构。通过控制反应速度，使雪花状Co单晶颗粒逐步向3D发展，形成树状结构；引入EG抑制反应速度的进行，有效控制了树枝状结构的尺寸大小。通过对材料的结构分析，提出了雪花状单晶钴分形结构的生长机理，对比研究了多级分形结构的磁学性质。5、以乙酰丙酮镍、油酸、油胺、三苯基膦、二氯代苯等为原料，采用经典的螫合——热分解方法合成了一系列尺寸均匀，形貌可控的Ni/NiO单晶纳米颗粒。通过对反应温度，表面活性剂浓度等的有效调节实现了Ni/NiO纳米颗粒的粒径从5到20 nm的可控生长。利用缓慢挥发以及磁场诱导等方法实现了Ni/NiO单晶纳米颗粒的二、三维超晶格重排，为其器件化发展奠定了一定的实验基础。 |
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