ساخت نانوسیم های کبالت و مطالعه اثر اضافه کردن منگنز بر خواص مغناطیسی این نانوسیم ها

نانوسیم های coxmn1-x به روش الکتروانباشت متناوب در قالب اکسید آلومینیوم آندی ساخته و تاثیر غلظت منگنزدر الکترولیت بر خواص مغناطیسی آن ها بررسی شد. نمونه ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، پراش پرتو x و مغناطومتر agfm مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج مربوط به اندازه گیری حلقه ی پسماند نشان می دهد که افزایش مقدار منگنز در ابتدا باعث کم شدن مقدار وادارندگی می شود به طوری که در نانوسیم های ساخته شده با الکترولیت شامل 90 درصد مولی کبالت و 10 درصد مولی منگنز، کمترین مقدار وادارندگی، یعنی 1500 ارستد، بدست می آید. با افزایش بیشتر مقدار منگنز در الکترولیت، وادارندگی نیز در این نانوسیم ها افزایش می یابد ولی مقدار آن همواره از مقدار وادارندگی کبالت خالص کمتر است. نسبت مربعی بودن نیز روندی مشابه با وادارندگی دارد به طوریکه ابتدا با افزایش میزان منگنز موجود در محلول، نسبت مربعی بودن نیز کاهش می یابد ومقدار آن برای نانوسیم های ساخته شده با الکترولیت شامل 90 درصد مولی کبالت و 10 درصد مولی منگنز از 0.85 (برای نانوسیم های کبالت) به مقدار کمینه ی 0.83 می رسد. سپس با افزایش بیشتر میزان منگنز نسبت مربعی بودن نیز افزایش می یابد و برای نانوسیم هایی که با الکترولیت شامل 10 درصد مولی کبالت و 90 درصد مولی منگنز ساخته شده اند، به حدود 0.99 می رسد. در مطالعه ی الگوهای پراش پرتوی x مشخص شد که نانوسیم های کبالت دارای ساختار hcp است. این نانوسیمها تک بلور نیستند و محور c بلوری در هر دوراستای موازی با محور نانوسیم و عمود بر محور نانوسیم مشاهده شد. با افزایش مقدار منگنز در محلول، ابتدا پیک (002) حذف و با افزایش بیشتر منگنز سایر پیک های کبالت نیز حذف و ساختار نمونه ها کاملا" به آمورف تبدیل می شود. نتایج مربوط به آزمایش ها نشان می دهد که عملیات حرارتی اثر قابل توجه ی بر خواص نانوسیم ها دارد. مشاهده شد که با انجام عملیات حرارتی مناسب وادارندگی در نانوسیم های ساخته شده با محلول هایی با غلظت بالای منگنز به طور محسوسی افزایش می یابد، به طوریکه وادارندگی برای نانوسیم هایی که با الکترولیت شامل 10 درصد مولی کبالت و 90 درصد مولی منگنز ساخته شده اند از 1500 ارستد به حدود 1970 ارستد افزایش می یابد. از طرف دیگر نتایج آزمایش ها نشان داد که عملیات حرارتی تاثیر چندانی بر نسبت مربعی بودن ندارد. بعلاوه بررسی الگوی پراش پرتوی x نیز نشان داد که عملیات حرارتی تغییری در ساختار بلوری نانوسیم ها نیز ایجاد نمی کند و بهبود خواص مغناطیسی احتمالاً فقط به دلیل از بین رفتن تنش هایی که هنگام الکتروانباشت در ساختار بلوری نانوسیم ها وارد می شود، رخ داده است. در یک نتیجه گیری کلی می توان گفت که حضور یون های منگنز با غلظت زیاد باعث می شود تا ساختار نانوسیم ها از فاز بلوری با ساختار hcp به آمورف تبدیل شود. هچنین عملیات حرارتی در این نانوسیم ها با ازبین بردن نقایص و تنش های داخلی سبب بهبود خواص مغناطیسی می شود.