در این پایان نامه لایه های آلیاژی co/ru و چندلایه ای های co-ru/ru به روش الکتروانباشت از یک الکترولیت تک حمام حاوی سولفات کبالت، کلرید روتینیوم و کلرید آمونیوم تهیه شدند. اندازه گیری مغناطومقاومت نمونه های چندلایه ای حاکی از اثر amr بود و ویژگی gmr در آن ها مشاهده نشد. به همین منظور فیلم های آلیاژی ni/cu و چندلایه ای های ni-cu/cu به ترتیب با dc plating و two pulse plating (در مد g/p) از الکترولیت نیکل سولفامیت با درصد خلوص متفاوت تهیه شدند. نمونه های چندلایه ای بر روی ویفرهایی از سیلیکون با جهت ترجیهی [100] و ضخامت mm26/0 که با تبخیر روی زیرلایه هایی از کروم و مس [(nm20)cu/(nm5)cr/si] پوشش داده شده بود، تهیه شدند. اندازه گیری مغناطومقاومت نمونه ها در دمای اتاق و میدان مغناطیسی koe8± صورت گرفت. فیلم های آلیاژی ni/cu تهیه شده از هر دو الکترولیت تنها اثر amr نشان دادند. در حالی که ویژگی gmr تنها برای چندلایه ای های تهیه شده از محلول ناخالص مشاهده شد و چندلایه ای های مشابه تهیه شده از محلول خالص تنها amr نشان دادند. نتایج آنالیز edx نشان داد که اثر gmr ناشی از وجود مقداری ناخالصی co در چندلایه ای های ni-cu/cu است. اندازه گیری های مغناطو مقاومت در دمای اتاق و دماهای پائین برای چندلایه ای های ni-cu/cu به عنوان تابعی از ضخامت لایه فرومغناطیس (ni-cu) و غیرمغناطیس (cu) بررسی شد. بیشینه مقدار gmr (%58/2) هنگامی به دست آمد که ضخامت لایه ni-cu و cu به ترتیب nm3 و nm2/4 بود. وابستگی دمایی مغناطو مقاومت همچنین نشان داد که کاهش دما از k300 به k18 موجب افزایش مقدار مغناطو مقاومت از %05/1 به %82/2 شده است. دلیل این امر می تواند پراکندگی الکترونی ناشی از نوسانات اسپینی باشد. الگوی پراش پرتو x (xrd) و تصویرهای گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترون عبوری (tem) نیز جهت تعیین ساختار چندلایه ای در مقیاس نانومتری به کار گرفته شد. الگوهای xrd به وضوح پیک های ماهواره ای را نشان دادند که دلالت بر ساختار ابرشبکه ای نمونه های چندلایه ای ni-cu/cu بود و تصاویر tem نیز ساختارهای لایه مانند با ضخامت نانومتری را تأیید کردند. خواص مغناطیسی نمونه ها نیز توسط دستگاه مغناطوسنج ارتعاشی (vsm) اندازه گیری شد و نتایج حاصل از آن ها نظیر منحنی پسماند و نیروی وادارندگی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. بررسی-های ریز ساختاری و توپوگرافی سطحی نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) انجام گرفت. برای تعیین میزان زبری و ناهمواری سطح نمونه ها از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) استفاده شد. در نهایت محاسبات تئوری مربوط به ساختار نواری و چگالی حالت های فریت نیکل به عنوان یک کار مستقل از کارهای قبلی در زمینه الکتروانباشت ارائه گردیده است. این محاسبات هم خوانی قابل توجهی با نتایج تجربی به دست آمده در مورد تهیه فریت نیکل به روش آسیاب کاری مکانیکی همراه با عملیات حرارتی (موضوع پایان نامه اینجانب در مقطع کارشناسی ارشد) دارد. نتایج این بخش برای چاپ در مجله (rams) review on advanced materials مورد پذیرش قرار گرفته است.

در این پژوهش نخست، فریت نیکل-بیسموت با فرمول استوکیومتری: nife2-xbixo4(x=0,0.1,0.2,0.3)به عنوان نمونه ای از فریت های نرم به روش متداول سرامیکی تهیه شد. مواد خام به کار برده شده در تهیه این فریت، اکسید آهن، اکسید نیکل و اکسید بیسموت می باشد که همگی از شرکت مرک آلمان خریداری شدند. پس از توزین و پخت مواد اولیه در دمای c?1200 نتایج به دست آمده از الگوی پراش پرتو x(xrd)نشان دهنده تشکیل ساختار اسپینلی وتک فاز بودن نمونه ها بود.بررسی مورفولوژیکی ذرات نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)با بیشینه بزرگنمایی 30000 صورت گرفت.سپس با استفاده از آسیاب سیاره ای fritsch، فریت نیکل-بیسموت تهیه شده به روش متداول سرامیکی به مدت 2 ساعت تحت فرایند آسیاب کاری قرار گرفت. متوسط اندازه نانوبلورک های فریت نیکل-بیسموت با استفاده از داده های xrd و فرمول شرر حول قله (511)، nm77/9 به دست آمد. همچنین آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) تایید می کند که پس از آسیابکاری ذرات فریت نیکل-بیسموت به ابعاد نانومتری تبدیل و متوسط اندازه نانوذراتnm81/29 می-باشد.ثابت شبکه و چگالی نمونه ها نیز با استفاده از داده های xrdمحاسبه شد. دمای کوری پودرها نیز توسط دستگاه ترازوی فارادی اندازه گیری شد. دمای کورینمونه هایی با مقادیر مختلف بیسموت و دمای کوری نمونه های حجیم و نانومتری با یکدیگر مقایسه شدند. مغناطش اشباعی و نیروی وادارندگی نمونه های حجیم و نمونه های نانومتری با استفاده از رسم منحنی m–h در یک دستگاه مغناطش سنج نیروی متناوب (agfm)اندازه گیری شد و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان داد با کاهش اندازه ذرات، مغناطش اشباع، نیروی وادارندگی و دمای کوری کاهش یافته است.

در دهه های اخیر به علت مصرف گسترده هگزا فریت باریم (bafe12o19) در صنایع الکتریکی و مخابراتی، تحقیقات وسیعی بر روی این ماده انجام گرفته است. دلایل استفاده از این ماده عبارتند از: دارا بودن اشباع مغناطیسی بزرگ، نیروی پسماند زدایی و نا همسانگردی مغناطیسی بزرگ، پایداری شیمیایی عالی، مقاومت به خوردگی خوب و دمای کوری بالا می باشد. هگزا فریت باریم یک ماده شناخته شده جهت کاربرد در ساخت آهنربا های دائمی از زمان کشف آن به وسیله محققین شرکت فیلیپس در آغاز دهه 1950 می باشد که در سالهای اخیر در زمینه هایی همچون: محیط های ذخیره اطلاعات مغناطیسی دانسیته بالا، فیلتر های ماکروویو و پوشش های جاذب رادار نیز به وفور مورد استفاده قرار می گیرد. این گونه کاربرد ها نیازمند موادی با اندازه و شکل کنترل شده و خواص مغناطیسی ویژه هستند. روش تهیه شدیدا بر این گونه خواص تاثیر گذار خواهد بود. به منظور حصول ذرات بسیار ریز فریت باریم با همگنی بالا و اجتناب از پروسه آسیاب کاری، تکنیک های مختلفی همچون: هم رسوبی، هیدروترمال، میکروامولسیون، سل-ژل و....وجود دارد. ویژگی مهم این روشها مخلوط کردن مواد اولیه در حالت یونی می باشد به طوری که کریستالیزاسیون بعدی می تواند در دمای نسبتا پایین رخ دهد و این امر نیز به نوبه خود باعث تولید ذرات با اندازه کوچکتر می شود. فرایند سل-ژل یک روش پیشرفته و نوین جهت سنتز پودرها در مقیاس نانو است که در چند سال اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. توانمندی های فوق العاده این روش باعث توجه روز افزون به این فرایند شده است. روش سل-ژل این مزیت را دارد که پودرهای بسیار ریز با میزان خلوص بالا و همگن تولید می کند و با کنترل فرایند آن می توان پودرهای نانو با اشکال مورد نظر بدست آورد. در این پایان نامه چگونگی تهیه نانو ذرات هگزا فریت باریم به روش سل-ژل و خواص مغناطیسی و ساختاری نانو ذرات بوسیله پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنج مادون قرمز (ft-ir) و آنالیز مغناطش سنج نیروی گرادیان متناوب (agfm) مورد مطالعه قرار گرفتند.

در این پژوهش نخست، فریت روی-بیسموت با فرمول استوکیومتری، xbixo4(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.3) znfe2 به عنوان نمونه¬ای از فریت¬های نرم به روش متداول سرامیکی تهیه شد. مواد خام به¬کار برده شده در تهیه این فریت، اکسید آهن، اکسید روی و اکسید بیسموت می¬باشد. پس از توزین و پخت مواد اولیه به مدت 10 ساعت در دمای c?1100 نتایج به دست آمده از الگوی پراش پرتو (xrd)نشان دهنده تشکیل ساختار اسپینلی وتک ¬فاز بودن همه نمونه¬ها بود. سپس، فریت نیکل- بیسموت تهیه شده به روش متداول سرامیکی به مدت 2 ساعت تحت فرایند آسیاب کاری قرار گرفت. اندازه نانوبلورک¬های فریت روی-بیسموت با استفاده از داده¬های xrd و فرمول شرر حول قله (311)، nm16به¬دست آمد. همچنین آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) تأیید می¬کند که پس از آسیاب کاری ذرات فریت روی-بیسموت به ابعاد نانومتری تبدیل و متوسط اندازه نانوذراتnm60 می-باشد. ثابت شبکه، چگالی و کرنش شبکه نیز با استفاده از داده¬های xrd محاسبه شد. دمای کوری پودرها نیز توسط ترازوی فارادی اندازه¬گیری شد. دمای کوری نانوپودرهای فریت روی-بیسموت برای مقادیر مختلف بیسموت با یکدیگر مقایسه شدند. همچنین مغناطش و میدان پسماندزدا برای نمونه¬های نانومتری با استفاده از رسم منحنی m–h در یک دستگاه مغناطش¬سنج نمونه مرتعش (vsm)اندازه¬گیری و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان داد با افزایش مقدار بیسموت جایگزین شده، مغناطش و دمای کوری کاهش یافته است.