intTypePromotion=3

Hiệu ứng từ điện trở khổng lồ của đa lớp Ni-Co-Cu kết tủa bằng điện hóa

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

0
44
lượt xem
7
download

Hiệu ứng từ điện trở khổng lồ của đa lớp Ni-Co-Cu kết tủa bằng điện hóa

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kết tủa điện hóa mở ra khả năng cho việc chế tạo hệ màng đa lớp từ điện trở khổng lồ GMR cấu trúc nanomet rất hiệu quả với giá thành rẻ. Trong nghiên cứu này tác giả giới thiệu về hiệu ứng từ điện trở khổng lồ ở màng đa lớp Ni-Co-Cu/Cu kết tủa trên đế n-Si từ một dung dịch điện phân chứa các cation Cu2+, Ni2+ và CO2+ bằng phương pháp mạ xung dòng như một hàm số biên độ xung kết từ lớp từ tính (Ni-Co-Cu) và lớp không từ tính Cu.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Hiệu ứng từ điện trở khổng lồ của đa lớp Ni-Co-Cu kết tủa bằng điện hóa

  1. Tieu ban Khoa hgc vdt lieu ISBN: 978-604-913-C ' 1-3 HIEU iTNG TlT DIEN TRO KHONG LO CUA DA LOP Ni-Co-Cu KET TUA B A N G D I E N H O A Pham Trung San, Truong Anh Khoa, Ngo Qu6c Quyen Vien Nghien cuu va Ung dung Cdng nghe Nha Trang 02 - Himg Vuong - Nha Trang Email: phamtrungsan@gmail.com Tom tat Kit tua diin hda md ra khd ndng cho viic chi tao hi mdng da lap tir diin trd khdng Id GMR) cdu triic nanomet rdt hiiu qud vdi gid thdnh re. Trong nghiin ciru ndy chiing tdi gidi thiiu vi hiiu itng lit diin trd khdng Id a mdng da lap Ni-Co- Cu/Cu kit lua trin di n-Si tit mdt dung dich diin phdn chita cdc cation Cu2*, Ni2^ vd Cof bdng phuang phdp mg xung ddng nhu mdt hdm sd cua biin do xung kit tua lap tit tinh (Ni-Co-Cu) vd lap khdng tir linh (Cu). Kit qud cho thdy thdnh phdn lcrp lit linh vd hiiu itng GMR cita da lap phu thude lan vdo biin do xung khi diin lugng khdng thay ddi. Hiiu itng tit diin Ird khdng Id tgi nhiit do phdng Ihu dugc a Idt ca cdc mdu vd dgt gid tri egg nhdt tdi 7%> trong viing lir trirdng 3kOe khi biin do xung kit tua lap tit tinh vd khdng lir linh Id 480mA/cm vd 2mA/cm . Viic khdo sdt cdc ddc tinh cdu trite ciia hi mdng bdng XRD, EDX, SEM vd AFM cho thdy cd mdi quan hi tuang quan giua thdnh phdn, hinh ihdi ciia da lcrp vd hiiu itng MR thu dugc. Abstract ElectrodeposUion opens the possibility of efficient and inexpensive fabricadon of magneto-resistive (GMR) nanostructured multUayer. In this paper, we report GMR in Ni-Co-Cu- Cu mullUayers deposited gn n-Si from a single electrolyte containing Cu2^, Ni2^ and Co2^ by a galvanostalic hvo-pulse plating method as a function of the current amplitude for deposition magnetic (Ni-Co-Cu) and non- magnetic (Cu) layers. Result showed that the composition of magnetic layer and GMR effect of multilayer was highly influenced by applied current amplitude when passing electric charges were fixed constantly. A giant magnetoresistance (GMR) effect at room temperature was observed in all samples and a maximum GMR of 7% measured at 3 kOe could be achieved with current amplitude for deposition magnetic and non-magnetic layers at 480mA/cm^ and 2mA/cm^. Structural characterization by XRD, EDX, SEM and AFM has also revealed a correlation between Ihe composition and morphological nanostructure of the multUayer and the observed MR effect. I. Mo dau Vat lieu mang mdng tir tinh (cung va mim) ngay cang dugc sir dung rdng rai trong nhilu ITnh virc nhu tir dien tir (trong cdng nghe IC) va tir dien ca (cbl tao cac vi linh kien MEMS) ciing nhu trong mdi trudng luu trir sd lieu (che tao cac diu ghi va dpc thdng tin). Tuy theo ddi tugng sir dung, vat lieu mang mdng dugc cbl tao bing cdng nghe dac biet dl cd dugc tinh chat tir tinh mong mudn, chang han de chi tao van spin cd tir dien trd khdng Id (Giant Magnetoresistive - GMR), vat lieu mang mdng GMR ddi hdi phai cd ciu triic nano 196
  2. Hgi nghi Khoa hoc ky- niim 35 ndm Viin KH&CNVN- Hd Noi -10/2010 luan phien da ldp kim loai (hoac hgp kim) tir tfnh va khdng tir tfnh, tao ra tir dien tra biln thien phu thupc vao tir trudng bao hda H (that vay, khi H=0 thi RH=Romax ; cdn H tang tli; RH giam; hieu img MR la am va bang AR/Ro = (RH-RO)/RO,
  3. Tieu ban Khoa hoc vdt lieu ISBN: 978-604-913-011- 51.,5 55 55,5 63.5 Hinh I; Mdt dogn xung ddng (a trin) vd ddp ung the (a dudi) Chieu day dinh danh ciia timg don ldp dn cd the xac dinh qua dien lugng ket tiia (ip.tn) theo dinh luat Faraday, cdn tdng chieu day cua ldp phii dj, dr = N.(di(Cu)+d2(CuNiCo)) phu thupc vao sd lan lap lai n. Ty sd dp day ciia ldp phi tir di(Cu)/ldp tir tinh d2(CuNiCo) cung nhu sd lan lap lai n cd anh hudng rat quyet dinh den dp Idn ciia bien thien MR phu thupc tir trudng [8]. Cac phep do MR phu thupc tir trudng ngoai H bien thien tir 0 den +15kOe tren ca sd cau hinh CIP/FIP dugc thuc hien theo phuong phap Van der Pauw [8], do d nhiet dp phdng. Cac phan tich cau tnic XRD (Siemens - Bruker D5005) va thanh phin SEM - EDX (Oxford) ciia sieu mang, ciing nhu xac dinh chieu day va hinh thai hpc cua ldp phii bang SEM (Jeol JSM-5410 LV) va AFM (Nanoscope E) cho ta mpt hue anh bd sung ve chat lugng ldp ma lien quan den hieu ung MR dat dupe. III. Ket qua va thao luan 1. Anh hu&ng cua cdc thdng so xung dong den hieu irng MR Viec lira chpn cac thdng sd xung ddng dua tren co sd phan tich ly thuyet da trinh bay d phan II, gdp phan dinh hinh thanh phan hda hpc ciia ldp ket tiia, cac vi cau true hinh thanh (kich tbudc hat tinh the, dp ddng deu, dinh hudng phat trien cac domain ciia cau hinh tir ...) din den cac hieu ung MR khac nhau. Bang 1 trinh bay dai dien mpt sd nhdm mau da thuc hien tren co sd td hgp cac thdng sd xung ddng (ii(ti); i2(t2)). 198
  4. Hgi nghi Khoa hoc ky- niim 35 ndm Viin KH&CNVN - Hd Ngi -10/2010 Bdng I; Cdc thdng sd xung ddng diin dnh hudng din hieu itng MR Ky il tl 12 t2 Sd da ldp n MR Ghi chu hieu [mA/cm^] [s] [mA/cm^] [ms] [%] A 22 2 6 480 10 50 2.7 26 2 6 480 15 50 3.65 27 2 6 480 20 50 7.0 28 2 6 480 25 50 7.2 Hinh 2 B 7 2 3 480 10 50 4.2 23 2 3 360 12.5 50 5.6 24 2 3 240 20 50 5.0 25 2 3 120 40 50 6.5 C 26 2 6 480 15 50 3.65 29 3 4 480 15 50 5.0 30 4 3 480 15 50 0.6 Cac mau A dugc thuc hien theo chieu tang dan dcuNiCo (ty Ie vdi dien lugng kit tiia i2.t2 = 480mA X t2 (tir 12-;-25ms)) va giir dp day dcu= const (ty le vdi ii.ti = 12mAs). Xu thi cho thiy dp bien thien MR tang theo, trong dd cd 2 mau dat MR cao > 7% khi dcu/dcuNiCo tang tir 0,8 -H 1,0. Miu cd MR cao nhit A28 (Hinh 2) da dat dp biln thien MR kha Idn (7,2%) ngay d viing tir trudng bao hda thap (± 500 Oe), mdt yeu ciu thudng dat ra ddi vdi vat lieu sensor tir. Cac mau B dugc thuc hien tren co sd giir dcuNiCo= const (ty le tuang img vdi i2.t2 ~ 4,8mAs) tuong duong vdi miu A22 cd MR thip (2,7%), song dp day dcu dugc khdng cbl chi bang 1/2 ciia miu A22 (tuang ung ii.ti = 6mAs) va ty so dcu/dcuNiCo« 1,25 thi cd thi cai thien dp biln thien MR gin gip 2 lin (MR trung binh dat « 5,3%). -15 -10 -,'i 0 5 10 15 H (kOe) Hinh 2; MR cita mdu 28 Hinh 3; Chieu ddy da lap ciia n =50 Cung theo hudng cai thien dp biln thien MR, cac mau C xuit phat tir A26 (MR = 3,65%) dugc thuc hien d dieu kien dcuNiCo = const (tuang img iz.tj = 7,2mAs) va dcu =const nhung bien thien ca i, va t, sao cho i,.t, = 12mA. Kit qua cho thiy anh hudng ciia biln thien MR phu thupc chieu day cua ldp phii tir dcu rit man cam vdi biln thien nhd ciia thdng sd xung kit tua ldp phi tir il, tl. 199
  5. Tiiu ban Khoa hoc vdt liiu ISBN: 978-604-913-011- 2. Mpt vdi phan tich cdu trdc Ket qua d tren cho thay viec lira chpn va td hgp cac thdng sd ma xung rd rang ddng vai trd quyet dinh den chat lugng ldp ma bao gdm thanh phan hda hpc, cau true pha, hinli thai hpc ciia ldp ma ... gdp phin hinh thanh ciu hinh tir khac nhau vdi nhiing hanh vi MR xac dinh. Hinh 5: Phdn tich EDX diim ciia lap mg 2 0 (d e g ) Hinh 4; Anh AFM ciia lap mg CuNiCo/Cu Hinh 6; Phd XRD ciia hgp kim Ni8ICul9 Phan tich ciu tnic ciia mau ma cho hieu ung MR cao nhat (> 7%o) cho ta mdt sd ket qua khai quat sau day: - Anh SEM chup cat ngang mau A28 (Hinh 3) cho thay chieu day mau vdi sd da ldp n = 50 vao khoang 217nm tuong ung vdi chieu day ciia mdi da ldp khoang 4,3nm. Be mat mau phang ban nhieu so vdi be mat de Si chiing td trong dieu kien ma xung kha nang san bang be mat ciia ldp ma cao ngay ca khi ldp ma d kich tbudc nanomet. Phan tich bang AFM cho thay mang kit tua cd cau tnic hat dai dac trung ddng deu, kicb thude trung binh ~ 150nm (Hinh 4). - Phan tich thanh phan hda hpc ciia ldp ma bang EDX diem (Hinh 5) cho thay thanh phan dung dich ran gdm Co 15,5%), Ni 38,75%) va Cu 45,75%o, chiing td trong dieu kien xung ddng Co uu tien phdng dien so vdi Ni xet theo thanh phan dung dich ban dau [Co^"^] : [Ni^"^] = 0,41 : 2,3, tuy nhien theo phan tich XRD (Hinh 6) hop kim hinh thanh uu tien la Cu81Nil9. IV. Ket luan Ap dung phuang phap ma xung ddng cho phep tir mdt dung dich ma duy nhat chira Cu2+ Ni , Co che tao mdt ldp phii da ldp CuNiCo/Cu (luan phien N = 50 lan, day ~ 217nm) cd cau true nano tren nen n-Si, dat hieu ung GMR cue dai > 1% d dieu kien bien thien tir trudng bao hda H = ± 5kOe. Cac gia tri GMR dat dugc bang phuong phap xung dien hda budc dau cd the so sanh dugc vdi chit lugng cua cac ldp phu dugc che tao bang cac phuang phap vat ly dat tien (nhu PVD) dugc thuc hien trong dieu kien thuc nghiem kiem soat nghiem ngat, chirng td phuong phap ma xung dien hda la mdt ky thuat ma nano hieu qua cao. Viec lua chpn va td hgp cac thdng sd ma xung ciing nhu dieu chinh cac yeu td anh hudng dung dich be ma, cd the xem nhu la cac 200
  6. Hoi nghi Khoa hgc ky niem 35 ndm Vien KH&CNVN - Hd Ngi -10/2010 tien ich dieu khien qua trinh nguyen tir hda, tao kich thude hat, dinh hudng va phat trien sieu mang tir cau tnic nano gidng nhu muc tieu dugc tien hanh trong dieu kien lang dpng chan khdng bang phuong phap vat Iy. Loi cam on Tac gia xin cam on sir ho trg kinh phi tir de tai NCCB cap Nha nude ma sd 53.02.04 va dl tai KHCN cap Vien Khoa hpc va Cdng nghe Viet Nam (2006-2008) ciing nhu su giup da cua cac PTN cd tai ITIMS (DHBK Ha Ndi), Trung tam KHVL -DHQG Ha Ndi, Vien Khoa hoc Vat lieu (Vien KHCNVN). TAI LIEU THAM KHAO 1. a) P. Etienne, G. Creuzet, A. Friederich, F. Nguyen Van Dau, A. Fert, and J. Massies, Phys. Rev. Lett., 61, 2472 (1988). b) P. Grunberg, F. Saurenbach and W. Zinn, Phys. Rev. B, 39, p. 4828 (1989). 2. W. Sehwarzacher, Electrochem. Soc. Interface,2

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản