ساخت نانوسیم های مغناطیسی آلیاژی کبالت-روی به روش الکترونهشت پالسی و بررسی اثر تابکاری روی خواص ساختاری و مغناطیسی آنها
چکیده
با توجه به اهمیت و کاربردهای ویژه نانوسیم های آلیاژی مغناطیس-غیرمغناطیس در افزایش ذخیره ی اطلاعات حافظه های مغناطیسی عمودی و هم چنین در پدیده gmr، اقدام به ساخت آرایه نانوسیم های مغناطیسی cozn در قالب حفره دار آلومینا کردیم. در این روش، ابتدا نانوحفره های منظم با آرایش شش گوشی با قطر 30 نانومتر و فاصله بین حفره ای 100 نانومتر، با روش آندایز دومرحله ای ساخته شدند. سپس نانوسیم های cozn به روش الکترونهشت پالس متناوب داخل نانوحفره ها رشد داده شدند. اثر زمان های خاموشی مختلف 0 ، 10 ، 20 ، 50 ، 100 ، 200 ، 400 و ms 600 و غلظت های مختلف 0.015 ، 0.03 ، 0.045 ، 0.06 ، 0.09 ، 0.12 و m 0.15 روی، بر خواص مغناطیسی و ساختاری و ترکیب آلیاژی نانوسیم های cozn مورد بررسی قرار گرفتند. در نانوسیم های cozn در هر غلظت، پس از کاهشی که در درصد کبالت از زمان خاموشی صفر به زمان خاموشی پایین به خاطر پدیده مربوط به ph کف حفره ها وجود دارد با افزایش زمان خاموشی (به خصوص زمان های خاموشی بالاتر از ms 200) با توجه به پدیده الکترولس، درصد کبالت در نانوسیم ها افزایش می یابد، این پدیده ها ما را قادر می سازد که در یک محلول ثابت، با تنظیم زمان خاموشی نانوسیم هایی با درصدهای مشخص کبالت و روی را بدست آوریم، این روش می تواند روش ساده و مقرون به صرفه ای برای بدست آوردن نانوسیم های چندلایه با استفاده از یک محلول ثابت باشد. با افزایش ماده مغناطیسی کبالت در نانوسیم های cozn، وادارندگی و مغناطش و نسبت مربعی افزایش می یابند. پس از بررسی دماهای مختلف تابکاری، عمل مهم تابکاری در دمای بهینه 580 درجه سانتی گراد بر روی نانوسیم ها انجام شد. عمل تابکاری تاثیر چشمگیری در بهبود خواص مغناطیسی نانوسیم های cozn ایجاد کرد که میزان تاثیر آن روی خواص مغناطیسی به شرایط الکترونهشت و غلظت محلول بستگی داشت، در عمل تابکاری با پیوستن دانه های کوچک کبالت و قرار گرفتن دانه های روی در بین دانه های بزرگ کبالت، وادارندگی و نسبت مربعی افزایش می یابند. در نانوسیم های cozn با درصد کبالت کمتر، با تابکاری به خاطر تشکیل خوشه-های کبالت، مغناطش نیز افزایش می یابد درحالیکه در نانوسیم های در زمان خاموشی بالاتر که درصد کبالت بیشتری دارند خوشه های کبالت تشکیل شده اند و تابکاری تاثیر چندانی روی مغناطش ندارد. بیشترین وادارندگی oe 2176 برای نمونه ای در زمان خاموشی ms 200 در غلظت m 0.03 روی و بیشترین نسبت مربعی 0.96 برای نانوسیم های در غلظت m 0.015 روی، بعد از تابکاری مشاهده شد. در همه زمان های خاموشی به شرایط بهینه ای مربوط به مقدار وادارندگی و شکل حلقه پسماند در غلظت m 0.03 رسیدیم. نتایج آنالیز پرتو اشعه x برای نانوسیم های cozn ساختاری شبه آمورف همراه با ریزبلورها را نشان داد که بیان کننده ی این است که عامل ساختار بلوری، تاثیر مهمی را در تغییر خواص مغناطیسی ایجاد نمی کند.