Titanyum alt tabaka üzerine elektrodepozisyonla büyütülen NiFe/Cu süperörgülerin yapısal, manyetik ve manyetorezistans özellikleri üzerine manyetik tabaka (NiFe) kalınlığının etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of magnetic layer (NiFe) thickness on structural, magnetic and magnetoresistance properties of NiFe/Cu superlattices electrodeposited on titanium substrate
- Tez No: 529407
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HİLAL KURU, PROF. DR. HAKAN KÖÇKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Balıkesir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
NiFe/Cu süperörgüler nikel, demir ve bakır iyonlarını içeren bir çözeltiden potansiyel kontrollü olarak elektrodepozisyon tekniği ile polikristal titanyum alttabaka üzerine büyütülmüştür. NiFe/Cu süperörgülerin yapısal, manyetik ve manyetorezistans özellikleri ferromanyetik NiFe kalınlığına göre incelendi. Süperörgülerin NiFe tabaka kalınlığı 1.5 nm' den 10 nm' ye kadar arttırılırken Cu tabaka kalınlığı 1nm' de sabit tutuldu. Dönüşümlü Voltametri metodu ile çözelti elektrokimyasal olarak karakterize edildi. Ferromanyetik NiFe tabakalar ve manyetik olmayan Cu tabakalar doymuş kalomel elektroda göre sırasıyla -1.8 V ve -0.3 V' ta depozit edildi. Süperörgülerin elementel analizi Enerji Ayırmalı X- Işını Spektrometresi ile yapılmıştır. Yapısal analiz için X- Işını Difraksiyonu ve Taramalı Elektron Mikroskobu kullanılmıştır. Örneklerin manyetik özellikleri Titreşimli Numune Manyetometresi ile incelenmiştir. Manyetorezistans (MR) ölçümleri Van der Pauw Metodu ile yapılmıştır. NiFe tabaka kalınlığı arttıkça numunelerin Ni içeriği artmakta, Cu içeriği azalmakta, Fe içeriği ise çok hafif azalmaktadır. XRD desenlerinde yüzey merkezli kübik (fcc) yapının (111), (200), (220) ve (311) yansımaları elde edildiği için tüm süperörgüler sadece fcc kristal yapıda oluşmuştur. Süperörgülerin (111) kristal yönelimine sahip olduğu bulunmuştur. NiFe tabaka kalınlığı arttıkça numunenin Ni içeriği de arttığı için numunelerin örgü sabiti azalarak bulk Ni' in örgü sabitine yaklaşmaktadır. SEM görüntülerine göre NiFe tabaka kalınlığının artışıyla tanecikli yapı artmakta ve daha homojen yüzeyler oluşmaktadır. Numunelerin manyetik özellikleri ferromanyetik tabaka kalınlığından önemli ölçüde etkilenmiştir. Doyum manyetizasyonu (Ms) NiFe tabaka kalınlığının artmasıyla 12.9 emu/cm3' ten 291.3 emu/cm3' e yükselmiştir. Süperörgülerin Ni içeriğindeki artış Ms' de artışa neden olmuştur. 23.4 Oe ile 63.2 Oe arasında değişen kuarsivite değerleri yumuşak ve sert manyetik özellikler arasındadır. NiFe tabaka kalınlığı 3.5 nm' nin altında olan süperörgüler Devasa Manyetorezistans (GMR) etki gösterirken, NiFe tabaka kalınlığı 3.5 nm' nin üzerinde olduğunda Anizotropik Manyetorezistans (AMR) etki oluşmaya başladı. NiFe tabaka kalınlığının 4 nm' nin üzerinde olduğu numunelerde GMR tamamen AMR etkiye dönüşmüştür. NiFe/Cu süperörgülerde % 2' ye kadar GMR değerleri elde edilmiştir. Ferromanyetik tabaka kalınlığı süperörgülerin manyetorezistans özellğini önemli ölçüde etkilemiştir. Büyük ferromanyetik tabaka kalınlıklarında spine bağımlı saçılmadan ziyade bulk saçılmanın artması nedeniyle süperörgülerin GMR özelliği AMR özelliğe geçiş yapmıştır.
Özet (Çeviri)
NiFe/Cu superlattices were grown on polycrystalline titanium (Ti) substratesfrom solution containing nickel, iron and copper ions by potentiostatically controlled electrodeposition technique. The structural, magnetic and magnetoresistance properties of the NiFe/Cu superlattices were examined depending on the ferromagnetic NiFe layer thickness. The NiFe layer thickness of the superlattices was increased from 1.5 nm to 10 nm while the Cu layer thickness was held constant at 1nm. The solution was electrochemically characterized by cyclic voltammetry method. Ferromagnetic NiFe layers and nonmagnetic Cu layers were deposited at -1.8 V and -0.3 V vs. saturated calomel electrode, respectively. The elemental analysis of the superlattices was made by energy dispersive x-ray spectrometer. The X-ray diffraction and scanning electron microscope was used for structural analysis. The magnetic properties of the samples were examined by vibrating sample magnetometer. Magnetoresistance (MR) measurements were made by the van der Pauw method. As the NiFe layer thickness increases, the Ni content of the samples increases, the Cu content decreases and Fe content decreases slightly. Since the (111), (200), (220) and (311) reflections of the face centred cubic (fcc) structure were obtained in XRD patterns, all superlattices are only formed in the fcc crystal structure. The crystal orientation of the superlattices was obtained (111). Since the Ni content of the sample increase, as the NiFe layer thickness is increase, the lattice constant of the sample decreased and approached to that of the bulk Ni.According to the SEM images, the granular structure increases with the increase of NiFe layer thickness and more homogeneous surfaces are formed. The magnetic properties of the samples are significantly affected by the ferrromagnetic layer thickness. Saturation magnetisation, Ms increases from 12.9 to 291.3 emu/cm3 with increasing NiFe layer thickness. The increase in the Ni content of the multilayers causes an increase in the Ms. The coercivities ranging from 23.4 to 63.2 Oe are between the soft and hard magnetic properties. The superlattices with NiFe layer thickness less than 3.5 nm was exhibited GMR, while the AMR effect was begin to occur when the NiFe layer thickness was above 3.5 nm. The samples with NiFe layer thickness is greater than 4 nm, GMR is fully converted to AMR. GMR values of up to 2 % were obtained in NiFe/Cu superlattices. The thickness of the ferromagnetic layer significantly influences the magnetoresistance property of the superlattices. For the large ferromagnetic layer thickness due to the increase of bulk scattering rather than spin dependent scattering the GMR property of the superlattices has switched to AMR.
Benzer Tezler
- Elektrodepozisyonla büyütülen Ni-Co filmlerinin karakterizasyonu ve manyetorezistans davranışının incelenmesi
Characterization of Ni-Co films grown with electrodeposition and investigation of their magnetoresistance behaviour
ALİ KARPUZ
Doktora
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN KÖÇKAR
- Elektrodepozisyon ile üretilen CoFeCu/Cu çok katmanlı filmlerin elektrokimyasal, yapısal, manyetik ve manyetodirenç özellikleri üzerine L(+) askorbik asit ve sodyum hidroksit'in etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of L (+) ascorbic asid and sodium hydroxide on the electrochemical, structural, magnetic and magnetotransport properties of electrodeposited CoFeCu/Cu multilayers
TURGUT ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN KÖÇKAR
- Elektrodepozisyon tekniğiyle üretilen Ni, NiCu alaşım, Ni/Cu süperörgü filmlerinde manyetik direncin incelenmesi
Investigation of magnetoresistance of Ni, NiCu alloy and Ni/Cu superlattice films produced by electrodeposition technique
METEHAN NAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. HAKAN KÖÇKAR
- Fe-Cu alaşım filmlerin büyütülmesi, yapısal ve manyetik karakterizasyonu
The Growth of Fe-Cu alloy and their structural and magnetic characterisation
ALİ KARPUZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KÖÇKAR
- NiCoFe filmlerin elektrodepozisyon tekniği ile üretimi ve depozisyon parametrelerinin karakterizasyona etkisi
Production of NiCoFe magnetic films by electrodeposition method and effect of deposition parameters to characterization
ÖZEN DEMİRBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KÖÇKAR
PROF. DR. MÜRSEL ALPER