本发明涉及磁性纳米材料，尤其涉及一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法。
背景技术：
1、近年来，由于磁性纳米材料在高密度存储、微波吸收等方面具有优异的性能，受到了国内外研究人员的广泛关注。椭圆形磁性纳米线作为一维纳米材料，除了具有大的长径比外，在降低对称性的同时带来了新的调节参数——椭偏率。这无疑将带来新的磁结构与性能。
2、众所周知，当磁性材料尺寸小于或接近于交换长度时，磁性质受到量子效应的影响，将会导致磁效应的量子化现象；磁性材料尺寸越小，越有利于形成单畴结构，这些伴随着尺寸减小而出现的独特性质对于实现高密度磁存储器件具有重大意义。截止目前，仍然缺乏一种简单高效的手段制备椭圆形金属磁性纳米线，尤其是对小尺寸椭圆形金属磁性纳米线的制备。
3、化学气相沉积法是在某个晶体衬底上生成新的外延单晶层，一般用来制备硅和外延化合物半导体层。它在金属单晶薄膜（如w、mo、pt、ir 等）以及个别化合物单晶薄膜（如铁酸镍薄膜、钇铁石榴石薄膜、钴铁氧体薄膜等）的制备上比较常见。这类方法由于晶体动力学生长机制，在制备纳米线过程中晶粒会沿着晶面生长，得到的磁性纳米线是多边形截面的，而非椭圆形。
4、模板法是制备一维纳米材料最广泛、最有效的方法之一。其主要特点是不管是液相还是气态反应都会被局域在特定空腔中，因此相比于其他方法更具有可控性。然而，模板法多用于圆形截面纳米线的制备。比如aao（阳极氧化铝）模板法是一种常见的硬模板法，用于制备高度有序结构的圆形截面纳米材料。由于aao模板对于椭圆形截面曲率的控制非常难，因此无法用来制备椭圆形纳米线。
5、目前用于制备椭圆形纳米线的方法主要以光刻法为主。然而光刻法流程繁琐，费时长，成本高，且材料受限，一般仅用于制备硅纳米线。综上所述，目前尚缺乏一种有效制备椭圆形磁性纳米线的方法，相关的研究和应用也因此受到极大的局限，其磁学性能未知。因此，亟需开发一种相对简便并且可控的方法用于椭圆形磁性纳米线的制备。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、可控的制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法。
2、为解决上述问题，本发明所述的一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，包括以下步骤：
3、⑴将模板经重离子束辐照、敏化后，得到具有潜径迹模板；
4、⑵采用5m naoh溶液对所述具有潜径迹模板进行蚀刻，得到重离子径迹模板；
5、⑶所述重离子径迹模板裁剪后使用拉伸仪进行拉伸，通过控制拉伸率获得具有不同椭偏率的椭圆形纳米孔道模板；
6、⑷在椭圆形纳米孔道模板的一侧先溅射金导电层，再以铜为电极，在金层一侧沉积一层铜，然后在椭圆形纳米孔道模板的另一侧电化学沉积椭圆形镍纳米线，最后对金层和铜层进行剥离，即得大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线。
7、所述步骤⑴中模板的材质是指聚碳酸酯（pc）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、聚酰亚胺中的一种，其厚度为6~20 μm。
8、所述步骤⑴中重离子束辐照的条件是指重离子为氙离子，86kr，铋离子或钽离子，注量为1×106~1×1010 ions/cm2。
9、所述步骤⑴中敏化的条件是指在紫外敏化灯下正反面各敏化两个小时，敏化功率为50 mw/cm2。
10、所述步骤⑵中蚀刻的条件是指超声功率为100~200 w，温度为50 ℃，蚀刻速率为20 nm/min ~30 nm/min。
11、所述步骤⑷中铜的沉积液浓度为75 g/l cuso4·5h2o、30 g/l h2so4，沉积电压为0.7 v。
12、所述步骤⑷中电化学沉积椭圆形镍纳米线的条件是指采用浓度为250 g/lniso4·6h2o、50 g/l nicl2·6h2o、15 g/l明胶和30 g/l h3bo3的混合沉积液，以镍电极为阳极，室温下施加1.35 v恒定电压。
13、采用如上方法制备的一种大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线。
14、该磁性纳米线的长径比为150~750，短轴最小为25nm，长轴最小为50 nm。
15、本发明与现有技术相比具有以下优点：
16、1、本发明中重离子束注量可调控，注量可直接影响模板孔道密度，从而对于电化学沉积后纳米材料的生长密度起到了决定性作用。椭圆形磁性纳米线阵列的生长密度直接影响磁偶极相互作用，从而影响材料的磁学性能，因此可以通过改变注量大小直接调控磁性。
17、2、本发明中电化学沉积过程中可以实时监控电流-时间曲线，在防止过度沉积的同时，实现对ni纳米线长度的控制。
18、3、本发明中所用模板具有良好的塑性，可进行不同程度的拉伸，具有可控的拉伸率，从而确保了椭圆形纳米线椭偏率的可调。
19、4、本发明首次实现了大长径比椭圆形磁性纳米线阵列的可控制备，成功制备出小尺寸椭圆形磁性纳米线阵列。
1.一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，其特征在于：所述步骤⑴中模板的材质是指聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的一种，其厚度为6~20 μm。
3.如权利要求1所述的一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，其特征在于：所述步骤⑴中重离子束辐照的条件是指重离子为氙离子，86kr，铋离子或钽离子，注量为1×106~1×1010 ions/cm2。
4.如权利要求1所述的一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，其特征在于：所述步骤⑴中敏化的条件是指在紫外敏化灯下正反面各敏化两个小时，敏化功率为50 mw/cm2。
5.如权利要求1所述的一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，其特征在于：所述步骤⑵中蚀刻的条件是指超声功率为100~200 w，温度为50 ℃，蚀刻速率为20nm/min ~30 nm/min。
6.如权利要求1所述的一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，其特征在于：所述步骤⑷中铜的沉积液浓度为75 g/l cuso4·5h2o、30 g/l h2so4，沉积电压为0.7v。
7.如权利要求1所述的一种制备大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线的方法，其特征在于：所述步骤⑷中电化学沉积椭圆形镍纳米线的条件是指采用浓度为250 g/l niso4·6h2o、50 g/l nicl2·6h2o、15 g/l明胶和30 g/l h3bo3的混合沉积液，以镍电极为阳极，室温下施加1.35 v恒定电压。
8.采用如权利要求1~7之一方法制备的一种大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线。
9.如权利要求8所述的大长径比和小尺寸椭圆形磁性纳米线，其特征在于：该磁性纳米线的长径比为150~750，短轴最小为25nm，长轴最小为50 nm。