Katmanlı Ni/Cu nanoyapıların karakterizasyonları

Abstract

Bir dizi Ni/Cu süperörgüleri polikristal Cu (fcc) ve polikristal Ti (hep) alttabakalan üzerine Ni2+ ve Cu2+ iyonlarını içeren bir çözeltiden elektrodepozisyon yöntemiyle büyütüldü. Farklı pH değerlerine sahip çözeltilerden büyütülen bu süperörgülerin özellikleri çözelti pH' inin fonksiyonu olarak araştırıldı. Depozisyon sırasında kaydedilen akım-zaman geçişleri, farklı pH değerlerine sahip çözeltiden hazırlanan Ni/Cu süperörgülerinin farklı büyüme modlarına sahip olduğunu göstermektedir. Süperörgülerin yapısal özellikleri X-ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) teknikleri kullanılarak incelendi. Süperörgülerin X- ışını difraksiyonu ile yapılan analizleri polikristal Cu (fcc) alttabaka üzerine büyütülen süperörgülerin alttabakalan ile aynı kristal yapıya (fcc) ancak polikristal Ti (hpc) alttabaka üzerine büyütülen süperörgülerin alttabakalarından farklı bir kristal yapıya (fcc) sahip olduğunu göstermektedir. SEM çalışmaları, düşük pH (2.0)' da büyütülen filmlerin yüksek pH (3.0)' da büyütülenlere kıyasla daha düz yüzeylerden oluştuğunu ortaya çıkarmıştır. Filmlerin kimyasal analizi ICP-AES tekniği kullanılarak yapıldı. ICP-AES analizlerinden, yüksek pH' da depozit edilen süperörgülerin ferromanyetik (Ni) tabakalarının düşük pH' da depozit edilenlerden çok daha fazla Cu içerdiği tespit edildi. Ayrıca Ni-Cu alaşım filmlerinin manyetorezistans ölçümleri, van der Pauw (VDP) tekniği kullanılarak oda sıcaklığında ±3kOe' lik manyetik alanlarda yapıldı. Filmlerin anizotropik manyetorezistans (AMR) davranış gösterdiği gözlendi.

A series of Ni/Cu multilayers was grown on polycrystalline Cu (fee) and polycrystalline Ti (hep) substrates from a single electrolyte containing Ni2+ and Cu2+ ions by the electrodeposition technique. The properties of these superlattices were invastigated as a function of the electrolyte pH. The current- time transients recorded during deposition indicate that Ni/Cu superlattices grown from electrolytes with different pH values have different growth modes. The structural characterisations of superlattices were studied using X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscpy (SEM) tecniques. The X-ray diffraction revealed that the superlattices grown on polycrystalline Cu (fee) substrates have the same crystal structure (fee) and texture as their substrates but the superlattices grown on polycrystalline Ti (hep) substrates have different crystal structure from their substrates. SEM micrographs shown that the superlattices grown at low pH (2.0) have smoother surfaces than those grown at high pH (3.0). The elemental composition of the films was determined using the ICP-AES technique. The ICP-AES analysis revealed that the ferromagnetic (Ni) layers of the multilayers electrodeposited at high pH contain much more Cu compared to those deposited at low pH. Magnetorezistans measurements of Ni-Cu alloy films were carried out using the van der Pauw (VDP) method at room temperature and in magnetic fields up to ±3kOe. It was observed that the films exibited anizotropic magnetorezistans (AMR).