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在大规模的信息和多媒体时代的今天，越来越要求磁性器件的存储密度更高、速度更快、功耗更低、尺寸更小及重量更轻。由于垂直磁化介质具有稳定的单轴垂直磁各向异性，有利于减小存储单元尺寸，提高存储密度，对垂直磁化技术的研究吸引了很多研究者的关注。作为垂直磁记录存储单元的磁性纳米线阵列，尤其是单磁畴的磁性图形纳米线阵列，因其具有明显的形状磁各向异性，易磁化轴位于垂直位形，所以在高密度垂直磁记录领域有着潜在的应用前景。
本论文针对纳米线图形阵列，采用电化学的方法，研究了在多孔氧化铝模板中组装磁性纳米线以形成图形阵列的制备工艺，结构，形态与形成机理，优化纳米线阵列体系的磁学特性。获得的主要结果如下:
一、氧化铝模板的制备工艺与研究
1.阳极氧化反应参量对AAO模板孔洞有序性以及孔洞参数的影响
在0.3M的草酸溶液中，对于氧化电压40V，二次氧化时间3h的AAO模板呈无色透明，颜色随温度与电压的升高变深，平均孔径为40nm，孔深为3μm，孔密度为1.0×1010/cm2，为非晶结构。同等条件下，合成温度对孔径的影响较小;对孔间距的影响明显，温度越低，孔间距越大，孔密度降低。孔径与孔间距随氧化电压的升高而增大，高的合成电压会影响模板的有序性。孔深随二次氧化时间的延长而增长，通过控制氧化时间，我们获得了1-10μm的纳米线。
2.后处理对AAO模板参数的影响
用0.1M的CuCl2将模板从铝片上解离，得到相对完整的不含有Al基底的AAO模板。通过扩孔和缩孔可以灵活调节模板孔径与孔间距。扩孔时间太长会影响模板的有序度，扩孔适宜时间为30min。
二、纳米图形点阵的制备与性质研究
1.纳米线结构和形貌
Fe纳米线是由一串微小的α-Fe单畴晶粒连接而成，类似于一串珠链，单根Fe纳米线呈单晶。<110>方向是Fe纳米线的择优生长方向。通过改变二次氧化时间，我们获得了长度为2～10μm的Fe纳米线。
从二次氧化时间为3h的模板中解离出的Co纳米线长度约为200nm，其解离后的长度不随二次氧化时间的延长而增长，形貌呈针尖似的棒状多晶结构。通过施加诱导磁场，使得Co纳米线解离后的长度增长到1.5μm，纳米线的均匀性与结晶度也有提高。
从40V，1h的模板中解离的Ni纳米线约1μm，呈枝节簇状，粗细均匀度逊于同等条件下的Fe纳米线。
2.纳米线阵列体系磁学特性
Fe、Co、Ni纳米线阵列的易磁化方向为纳米线的长轴方向，难磁化方向与纳米线垂直。在易磁化方向:Fe纳米点阵的Hc高达3104Oe，剩磁比μr/μs也高，达0.81，表明具有高的形状磁各向异性;Co纳米点阵的Hc次之，达2769Oe，剩磁比不高，μr/μs只有0.69;而Ni纳米点阵的Hc较小，为1028Oe，剩磁比也不高，为μr/μs=0.63。
3.沉积条件对纳米线阵列体系磁学特性的优化
小直径或高长度的Fe纳米线，其高取向性导致的形状各向异性起主要作用，使得Fe纳米点阵的饱和磁化强度增大，Fe纳米图形点阵的磁性测量和穆斯堡尔谱研究表明，Ms接近于块材，超精细场与块材接近。
高频率、高电压沉积条件下的Fe磁性纳米点阵具有较高的剩磁比和饱和磁矩，磁滞回线接近于矩形。但是，沉积电压过高，析氢反应加剧，会影响纳米线的沉积。Fe纳米线的交流沉积优化条件是200HZ，42Vp-p。
诱导磁场对纳米线电化学组装生长具有引导作用，随着磁场的增大，纳米点阵各向异性明显。
沉积液中硼酸的质量影响溶液PH值，进而影响Ni纳米点阵的磁性，硼酸质量为9.0g/100ml(NiSO4·7H2O为12g/100ml，沉积电压42Vp-p，200HZ)时是Ni纳米线的最佳沉积条件，而且此时纳米线阵列体系的形状各向异性最明显。
Ni纳米点阵的铁磁共振研究表明，Ni纳米点阵的磁晶各向异性能比其形状各向异性能小一个数量级，但也不能忽略不计;面内纳米线点之间的磁耦合能非常高，可达退磁场能的近一半;有趣的是纳米点阵面内的磁耦合表现出两种数值，而且随磁场角度的变化呈相反地趋势，其机理需要进行进一步的研究。