Geri Dön

Granüler magnetik filmlerde ferromagnetik rezonans (FMR) incelemeleri

Ferromagnetic rezonance (FMR) investigations of granular magnetic films

  1. Tez No: 155213
  2. Yazar: CENGİZ OKAY
  3. Danışmanlar: PROF.DR. IŞIK AYTAŞ, Y.DOÇ.DR. BULAT RAMEEV
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2004
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 103

Özet

ÖZET GRANÜLER MAGNETIK FİLMLERDE FERROMAGNETIK REZONANS (FMR) İNCELEMELERİ Nano yapıdaki manyetik malzemeleri sentezlemek için en verimli metotlardan biri farklı dielektrik içerisine metal iyonların implantasyonudur. Bu çalışmada nanogranüler metal-polimer kompozitlerinin manyetik özellikleri ferromanyetik rezonans (FMR) tekniği ile incelendi. Polimid (PI), polietilen teraftalat (PET) malzeme içerisine yüksek dozda kobalt ve demir iyonları ile implante edilen örnekler (Doç. Dr. Rustam Khaibullin -Kazan Fizik-Teknik Enstitüsü, Rusya- hazırladı) sentezlenmiştir. 40 \xm kalınlığındaki PI ve PET örnekleri iyon akım yoğunluğu 4 uA/cm2 doz aralığı (0.25-1.50)xl017 iyon/cm2 enerjisi 40keV olan Co+ ve Fe+ iyonları ile implant edildi. PI ıçm extra üç örnek sabit dozda (1.25x10 iyon/cm ) fakat farklı akım yoğunluğunda 4, 8, 12 uA/cm2 hazırlandı. Polimid örnekleri yaklaşık ~10"6 Torr basınç altıdaki vakumda 2 saat süresince T=300 °C sıcaklığında tavlandı. Tavlanmadan önceki ve tavlandıktan sonraki PI örneklerleriyle çalışıldı. İyon implantasyonun etki parametreleri ve termal tavlamadan sonra filmlerin manyetik ve yapısal özellikleri incelendi.Yaklaşık 70nm kalınlığındaki polimer tabakasındaki granüler kobalt ve demir formasyonunun metal implantasyon sonuçlarım TEM incelemeleri gösterdi. Polimid örneklerindeki kobalt ve demir granüllerinin ortalama enine büyüklükleri doza bağlı olarak 10-20 nm ve 25-150 nm arasında değişmektedir. Polimid örneklerinin tavlanması kobalt ve demir granüllerin birleşmesine ve onların enine boyutlarının büyümesine neden olduğu belirlenmiştir. PET filmleri için demir nanoparçacıklarının ortalama enine büyüklükleri doza bağlı olarak 5-100 nm arasında değişmekte olup nanoparçacıklarının alan yoğunluğu demir dozuyla artmaktadır.Manyetik Resonans çalışmaları Bruker EMX serisi ESR spektrometresi ile X- band (9.8 GHz) da yapıldı. Kobalt implant edilen tavlanmamış PI örnekleri için bir FMR sinyali bulunmadı. Ferromanyetik Resonans (FMR) sinyalleri kobalt için 0.50x10 iyon/em, demir için 0.25x10 iyon/cm den yüksek dozdaki tavlanmış PI örneklerinde gözlendi. Ferromanyetik Rezonans (FMR) sinyalleri 0.1 5x1 017 iyon/cm2 dozu hariç demir implant edilen tavlanmamış PET örneklerinde gözlendi. Efektif mıknatıslanma değerleri oryantasyona bağlı olarak FMR den hesap edildi. FMR absorpsiyon şiddetleri spektralann nümerik integrasyonu ile tahmin edildi. Bunların sonucunda doz aralığı (0.25-1. 50)xl017 iyon/cm2 olan PI ve PET örnekleri için implantasyon dozuna karşı efektif mıknatıslanma ve sinyal şiddet grafikleri elde edildi. Çalışılan filmler için efektif mıknatıslanma değerlerinin sinyallerin şiddetleri ile bir uyum içerisinde olduğu gözlendi. İmplantasyon dozunun ve akımının fonksiyonu olarak sentezlenmiş kompozitlerin manyetik özellikleri, aynı zamanda tavlama işlemi sonucunda onların modifikasyonu tartışıldı.PET örnekleri için efektif mıknatıslanma ve FMR absorpsiyon şiddetinin implantasyon dozuna bağlı olduğu 1.00x1 017 iyon/cm2 dozunda perkolasyon geçişi gözlendi. Aynı doz değerinde minimum DC direnç değeri elde edildi buda perkolasyon geçişi için dipolar değişimden çok değiş-tokuş (RKKY gibi) etkileşim mekanizması ile temsil edilmektedir. Haziran, 2004 Cengiz OKAY vı

Özet (Çeviri)

ABSTRACT FERROMAGNETIC REZONANCE (FMR) INVESTIGATIONS OF GRANULAR MAGNETIC FILMS The implantation of metal ions in various hosts is one of efficient methods to synthesize the nanostructured magnetic materials. In this work magnetic properties of nanogranular metal-polymer composites have been investigated by ferromagnetic resonance (FMR) technique. The samples (prepared by Assoc. Prof. Dr. Rustam Khaibullin, Kazan Physical-Technical Institute, Russia) were synthesized by the high dose implantation of cobalt and iron ions in polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET) material. The 40 pm thick PI and PET foils were implanted with 40 keV Co+ and Fe+ ions in dose range of (0.15-1. 50)xl017 ions/cm2 at ion current density 4 pA/cm2. Three additional samples were prepared for PI at fixed dose (1.25xl017 ions/cm2) but varied ion current densities of 4, 8, 12 pA/cm2. Polyimide samples were annealed at the temperature T = 300 °C for 2 hours in vacuum with residual pressure of about ~1 0" Torr. Both as-implanted and post-annealed PI samples were studied. Influence of the parameters of ion implantation and subsequent thermal annealing on the magnetic and structural properties of the films was investigated. TEM investigations showed that the metal implantation results in formation of cobalt and iron granules in the irradiated polymer layer with the thickness of about 70 nm. The mean lateral size of cobalt and iron granules in PI samples varies depending on dose within 10-20 nm and 25-150 nm, respectively. It was established that annealing of polyimide samples induces coalescence of the cobalt and iron granules and increase of their lateral sizes. The mean lateral size of iron nanoparticles for PET films varies within 5-100 nm depending on dose and areal density of the nanoparticles increases with the iron dose. vnMagnetic resonance studies were performed with ESR spectrometer of Bruker EMX series at X-band (9.5 GHz). No signals were found for non-annealed cobalt implanted PI samples. The signal of Ferromagnetic Resonance (FMR) was observed in the annealed PI samples with doses higher than 0.50xl017 ions/cm2 for cobalt and 0.25x1 017 ions/cm2 for iron. Ferromagnetic Resonance (FMR) signals were observed for as-prepared Fe implanted PET foils excepting the lowest dose of 0.15xl017 ions/cm2. The values of the effective magnetization were extracted from the FMR dependencies on orientation. The FMR absorption intensities were estimated by numerical integration of the spectra. As a result, the plot of the effective magnetization and signal intensity versus implantation dose were obtained for PI and PET samples in the dose range (0.25-1.50)xl017 ions/cm2. It was observed that for the studied films the values of the effective magnetization correlate well with the signal intensities. The magnetic properties of the synthesized composites as a function of implantation dose and current, as well as their modification due to annealing treatment were discussed. The percolation transition at the implantation dose of l.OxlO17 ions/cm2 is observed in the dose dependencies of the FMR absorption intensity and the effective magnetization for PET samples. The minimum in DC resistance found at the same dose indicates that an exchange-mediated (RKKY-like) interaction rather than the dipolar one is underlying mechanism for the percolation transition. June, 2004 Cengiz OKAY vm

Benzer Tezler

  1. Tez No

    545657

    Perovskit yapılı manganit ve ferrit ince filmlerin manyetik ve manyetoelektrik özellikleri

    Magnetic and magnetoelectric properties of perovskite manganite and ferrite thin films

    FATİH ÖNAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FAİK MİKAİLZADE

  2. Tez No

    315081

    Metal ince filmlerin ve iyon implante edilen oksit alttaşların FMR tekniği ile incelenmesi

    Investigation of metal thin films and ion implanted oxide substrates by FMR technique

    FİGEN AY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BULAT Z. RAMEEV

  3. Tez No

    198698

    Magnetoresistance effect CuAgCo allo films

    CuAgCo alaşım filmlerinde magnetoresistans etkisi

    PINAR CAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER FARUK BAKKALOĞLU

  4. Tez No

    167767

    Magnetik CoAg granular ince filmlerinde Ag matrix-textur etkisinin, magnetik direnç ile ilişkisinin, FPP, GIXD ve GEXD karakterizasyon teknikleri ile araştırılması

    Characterization of microstructure -GMR property correlation of thin CoAg granular films by using of grazing incidence x-ray diffraction (GIXD),grazing excidence x-ray diffraction (GEXD) and four point probe techniques

    UMUT SARAÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU

  5. Tez No

    167731

    Tanecikli magnetik CoCu ince filmlerinde yüzey pürüzlerinin, tabaka kalınlığı ve magnetik direnç ile ilişkisinin FPP,GIXD ve XRR karakterizasyon teknikleri ile araştırılması

    Characterization of surface roughness evolution, microstructure-GMR property correlation in CoCu granular films using GIXD, XRR and FPP techniques

    ALİ DEMİRCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2005

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. RAMİS MUSTAFA ÖKSÜZOĞLU

Geri Dön