رشد و مشخصه یابی لایه های آلیاژی co-cu

از زمانی که برای اولین بار اثر مغناطومقاومت بزرگ (gmr) در لایه های نازک مغناطیسی مشاهده شد، این ساختار ها مورد توجه و بررسی زیادی قرار گرفتند، زیرا این مواد برای ساخت حسگرهای مغناطیسی و هد های دیسک های سخت گزینه مناسبی به حساب می آیند. آلیاژ co-cu از جمله ساختارهایی است که دارای چنین خواصی می باشد. در این کار با استفاده از روش الکتروانباشت لایه co-cu رشد داده شد و خواص ساختاری و مغناطیسی آن مورد بررسی قرار گرفت. در این پایان نامه، ابتدا به بررسی رفتار پتانسیودینامیکی یون های موجود در الکترولیتِ انباشت به صورت جداگانه و در حضور یکدیگر پرداخته شد. این امر مشخص نمود که یون مس در ولتاژهای کمتر از 4/0- ولت و یون کبالت در ولتاژهای کمتر از 95/0- ولت نسبت به sce انباشت می شوند. ضمن اینکه مناسب است ولتاژ انباشت، کمتر از 2/1- ولت اختیار نشود، چرا که واکنش های مزاحم شدت بیشتری پیدا می کنند و خطای محاسبات جرم و ضخامت را افزایش می دهند. اندازه گیری انجام شده با استفاده از روش طیف سنجی جذب اتمی (aas) مشخص کرد که با کاهش ولتاژ انباشت، درصد کبالت در ترکیب لایه انباشت شده افزایش می یابد. علاوه بر آن، با کاهش درصد یون مس در الکترولیت انباشت، در صد کبالت لایه افزایش و با اعمال هم خوردگی به هنگام انباشت، درصد کبالت لایه کاهش می یابد. در هر مرحله با تهیه الگوی پراش پرتو x (xrd)، تشکیل ساختار مورد تائید قرار گرفت و با توجه به این الگوهای پراش x، اندازه بلورک ها، در محدوده 20 الی nm30 به دست آمد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (fesem) تهیه شده از این نمونه ها، نشان دهنده دانه هایی غیرکروی با توزیع نایکنواخت و با ابعاد متوسط حدود nm130 است. اندازه گیری مغناطیسی توسط مغناطیس سنج گرادیان میدان متناوب (agfm) نیز نشان دهنده حلقه پسماند برای همه نمونه ها بود که نشان داد این لایه ها در دمای اتاق فرومغناطیس می باشند، همچنین مشاهده شد با افزایش درصد کبالت در لایه انباشت شده، مغناطش اشباع افزایش و میدان وادارندگی کاهش می یابد و با کاهش ضخامت لایه، حلقه های پسماند چهارگوشی تر می شوند. درنهایت با افزودن سدیم ساخارین به الکترولیت انباشت، با تهیه تصاویر fesem مشخص گردید که با افزایش مقدار سدیم ساخارین همواری سطح لایه ها افزایش می یابد. به عبارت دیگر اندازه متوسط دانه ها از حدود nm130 برای نمونه ای که از الکترولیت بدون سدیم ساخارین تهیه شده، به حدود nm70 برای نمونه ای که در الکترولیت آن 02/0 مولار سدیم ساخارین وجود دارد، کاهش می یابد.