Co/Cu çok katmanlı nanoyapılar üzerine Fe içeriğinin etkisi
The effect of Fe content on Co/Cu multilayers
- Tez No: 259650
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜRSEL ALPER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektrokimyasal depozisyon, GMR, CoFe/Cu çok katmanlı yapı, Co/Cu sistemlerine Fe içeriğinin etkisi, Electrodeposition, GMR, CoFe/Cu multilayered structure, the effect of Fe content in Co/Cu systems
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu çalışmada CoFe/Cu ferromanyetik çok katmanlı yapılar elektrokimyasal sentezleme tekniği ile kendi iyonlarını içeren çözeltilerden Ti (hekzagonal sıkı paket, hcp) alt tabaka üzerine 3 mikrometre kalınlığında olacak şekilde büyütüldüler. Bu çok katmanlı filmlerin özellikleri, Fe konsantrasyonu, Cu ve CoFe tabaka kalınlığına göre incelendi. Metallerin depozisyon potansiyelleri, dönüşümlü voltametri (CV) tekniği ile referans elektroda (doymuş kalomel elektrot SCE) göre, CoFe için -1.5 V ve Cu için -0.3 V olarak belirlendi.Numunelerin, yapısal karakterizasyonları X-ışını difraksiyonu (XRD) tekniği ile yapıldı. Üretilen filmlerin XRD spektrumlarında yüzey merkezli kübik (fcc) yapının (111), (200), (220) ve (311) yansımalarından kaynaklanan pikler açık şekilde gözlendi ve bundan dolayı numuneler tek fazlı olarak fcc yapıda kristalleşmektedir. 0.0 M Fe 0.05 M ve 0.1 M konsantrasyonuna sahip çözeltilerden üretilen numunelerin kristal yönelimlerinin, bulk metallerinde olduğu gibi rastgele yönelime sahip olduğu bulundu. Fe içeriğinin 0.1 M'a kadar yükseltilmesi ile numunenin fcc fazının Fe'in cisim merkezli kübik (bcc) yapısından dolayı zayıfladığı görüldü.Filmlerin manyetik karakterizasyonları için titreşimli örnek magnetometresi (VSM) kullanıldı. Ölçüm sonuçlarında Fe konsantrasyonunun 0.0 M'dan 0.1 M'a kadar arttırılması ile filmlerin koarsivite değerlerinin azaldığı görüldü. Bu azalma, film içindeki depozit olan yumuşak ferromanyetik yapıya sahip Fe'den kaynaklanmaktadır. Bu da numunelerin koarsivite değerlerinin yumuşak ferromanyetik madde sınırı olan 12.5 Oe değerine doğru yaklaşmaktadır.Numunelerin manyetorezitans (MR) ölçümleri van der Pauw tekniği ile ölçüldü. CoFe/Cu katmanlı filmler, periyodik yapısından dolayı dev manyetorezistans (Giant magnetoresistance-GMR) etki göstermiştir. 0.0 M Fe konsantrasyonuna sahip çözeltiden üretilen 285[Co(6 nm)/Cu(4.5 nm)] numunesi (285 bilayer sayısına sahip), %10'luk bir GMR değerine sahip iken 0.05 M Fe içeren çözeltiden üretilen numune için bu değer %22'ye kadar çıkabilmektedir. Çözeltideki Fe konsantrasyonu, 0.05 M dan 0.4 M'a kadar olan çözeltilerden üretilen filmlerin GMR değerleri azalarak %3'e kadar düşmektedir. Ayrıca numunelerin magnetorezistans değerleri hem Cu hem de CoFe tabaka kalınlığına bağlı olarak ölçüldü. CoFe tabaka kalınlığı 6 nm de sabit tutularak Cu tabakası 0 dan 10 nm'ye 23 farklı kalınlıkta büyütüldü. En büyük GMR değeri Cu kalınlığı 4.5 nm olduğu zaman elde edildi. Diğer taraftan Cu kalınlığı 4 nm de sabit tutularak CoFe kalınlığı 3-15 nm ye kadar değiştirildi ve en büyük GMR değeri CoFe kalınlığı 6 nm olduğunda gözlendi.
Özet (Çeviri)
In this study, CoFe/Cu ferromagnetic multilayered structures were grown on polycrystalline Ti (hcp) substrates from electrolytes containing their ions by the electrochemical synthesis technique. The properties of the films were investigated as a function of the concentrations of Fe, magnetic and non-magnetic layers thickness. The deposition potentials of metals vs saturated calomel electrode (SCE) were determined to be -1.5 V for the deposition of the ferromagnetic layers (CoFe) and -0.3 V for non-magnetic layers (Cu), using the cyclic voltammetry method (CV).The structural characterizations of samples were studied using X-ray Diffraction (XRD). The (111), (200), (220) and (311) peaks of face centred cubic (fcc) crystal structure were clearly observed in XRD patterns of films and therefore, all films have only fcc structure. The crystal orientations of CoFe/Cu films grown from the electrolytes containing 0 M, 0.05 M and 0.1 M Fe were calculated and seen to have a random orientation as in bulk Cu. It is observed that fcc phase of the sample is reduced with increasing Fe content up to 0.1 M owing to bcc phase of Fe.The magnetic characterizations of samples were measured by the vibration sample magnetometer (VSM) technique. When the Fe concentration is increased from 0 M to 0.1 M, the coercivities of films approach to the soft ferromagnetic limit (12.5 Oe), due to the soft ferromagnetic Fe.The magnetoresistance (MR) characterizations of samples were studied by the van der Pauw technique. All films exhibited giant magnetoresistance (GMR) due to their periodic structure. The GMR magnitude of a 285[Co(6 nm)/Cu(4.5 nm)] film grown from an electrolyte containing 0.0 M Fe is 10 %, but this value increases up to 20% for the 285[CoFe(6 nm)/Cu(4.5 nm)] film grown from the electrolyte with 0.05 M. When the Fe concentration in the electrolyte is increased from 0.05 M to 0.4 M the GMR value decreases down to 3%. In addition, the magnetoresistance measurements of samples were performed as a function both Cu and CoFe layer thickness. The CoFe layer thickness was held constant at 6 nm, the thickness of the Cu layer was changed from 0 to 10 nm. For this series, the largest GMR value was obtained to be 16% when Cu layer thickness was 4.5 nm. On the other hand, the Cu layer thickness was fixed at 4 nm and the CoFe layer thickness was changed from 3 nm to 15 nm. For the samples in this group, the maximum GMR value was found to be 22% for the CoFe layer thickness of 4 nm.
Benzer Tezler
- Farklı lantanit grubu elementler doplanarak elde edilen lüminesans malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of luminescence materials doped by different lanthanite group elements
FATMA ÜNAL
Doktora
Türkçe
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Investigation of the electrochemical co2 reduction mechanism on tin electrodes
Kalay elektrotlar üzerinde elektrokimyasal co2 redüksiyonu mekanizmasının incelenmesi
TUĞÇE YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Farklı biriktirme hızları ve kalınlıklara sahip Co/Cu çok katmanlı filmlerde manyetik karakterin kristal yapı ve yüzey özelliklerine bağımlılığı
Dependence of magnetic character on crystal structure and surface properties in Co/Cu multilayer films with different deposition rates and thicknesses
LEMAN GÖKÇEN GERELEGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KARPUZ
- Bazı manyetik malzemelerde (Cu-Co, Ti1-xCoxO2 ince filmler ve mikroteller) dev manyeto empedans incelemeleri
Giant magneto impedance investigations of some magnetic materials (Cu-Co, Ti1-xCoxO2 thin films and microwires)
FİKRET YILDIZ
Doktora
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. BULAT RAMEEV
- Manyetik nanotellerde manyetodirenç etki
The magnetoresistance effect in magnetic nanowires
DUYGU AVCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA ATALAY