高壓液相電化學(xué)沉積過渡金屬-類石墨納米復(fù)合薄膜研究.pdf

1、本文采用電化學(xué)方法以有機(jī)溶劑甲醇作為碳源在單晶硅基底上沉積了過渡金屬(Fe、Co、Ni)/類石墨碳（Graphite-likecarbon，GLC）結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合薄膜，對(duì)所制備的復(fù)合薄膜表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、磁學(xué)性質(zhì)和場(chǎng)發(fā)射性能進(jìn)行了表征和討論，主要內(nèi)容包括:
　　第一，所制備的過渡金屬(Fe、Co、Ni)/GLC納米復(fù)合薄膜為包含金屬納米晶、金屬氧化物和GLC的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。XPS和Raman結(jié)果顯示過渡金屬(Fe、Co、Ni)摻

2、雜使薄膜sp2/sp3比率增加，同時(shí)增加了類石墨相sp2團(tuán)簇的無序度。VSM測(cè)試表明納米復(fù)合薄膜呈軟磁特性。Co/GLC復(fù)合薄膜飽和磁化強(qiáng)度最大，其沿平行膜面方向飽和磁化強(qiáng)度為71emu/cm3，矯頑力為102.4Oe。金屬納米晶摻入提高了GLC薄膜的場(chǎng)發(fā)射性能，其中Co/GLC復(fù)合薄膜的開啟電壓從7.2V減小到4.4V;最大電流密度從684uA/cm2增加到1469uA/cm2。Fe、Ni納米顆粒摻入輕微降低了開啟電場(chǎng)，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到

3、7.5V/μm時(shí)表現(xiàn)出更高的電流密度。
　　第二，薄膜沉積過程中在電解液中通入氮?dú)饽苡行б种屏私饘傺趸锏男纬?，所制備的納米復(fù)合薄膜為金屬納米晶和GLC的復(fù)合結(jié)構(gòu)。氮?dú)庖胧笷e、Co、Ni/GLC復(fù)合薄膜的sp2/sp3比率增加。VSM測(cè)試表明，氮?dú)猸h(huán)境下制備的Fe、Co、Ni/GLC復(fù)合薄膜具有更高的飽和磁化強(qiáng)度，這是由于氮?dú)庖种蒲趸锏男纬?，使飽和磁化?qiáng)度增加。氮?dú)猸h(huán)境下Fe、Co、Ni/GLC復(fù)合薄膜場(chǎng)發(fā)射性能顯著提高，復(fù)