سنتز نانوسیم های مغناطیسی به روش الکتروانباشت (اثر لایه سدی) ونقش برهمکنش های جفت کوپر سطحی بر دمای بحرانی ابررساناهای لایه نازک

دو نانوساختار متفاوت، نانوسیم های مغناطیسی و فیلم های خیلی نازک ابررسانا در این پایان نامه بررسی شده است . نانوسیم های مغناطیسی در بخش اول پایان نامه آلومینای حفره دار آندی با ساختار منظم تحت شرایط آندایز مناسب تهیه شده است. نانوسیم های کبالت با استفاده از آلومینای حفره دار آندی به عنوان قالب به روش الکتروانباشت ساخته شده اند. اثر ولتاژ، فرکانس ، شکل موج الکتروانباشت و میدان مغناطیسی خارجی در هنگام الکتروانباشت روی خواص مغناطیسی نانوسیم های کبالت بررسی شد. در طی نیم سیکل کاتدی با افزایش پتانسیل کاتدی الکترون ها در لایه سدی نازک (بضخامت 10 نانومتر) تونل می زنند و الکتروانباشت نانوسیم های کبالت در قالب اتفاق می افتد. خواص مغناطیسی نانوسیم های کبالت نشان می دهد که ناهمسانگردی شکل در نانوسیم ها ناهمسانگردی غالب است و محور آسان مغناطش در راستای سیم ها است. با افزایش فرکانس الکتروانباشت تا 1000هرتز وادارندگی نمونه ها تا1750 اورستد و همچنین مربعی بودن از 0/65 برای تا 0/95 به ترتیب برای نمونه های تهیه شده در 50 و1000 هرتز افزایش می یابد. هرچند با افزایش فرکانس، جریان irms زیاد می شود ولی آهنگ رشد نانوسیم ها کاهش می یابد . اندازه کبالت الکتروانباشت شده به تفاوت بین نیم سیکل آندی و کاتدی جریان الکتروانباشت بستگی دارد. در فرکانس های بالاتر نیم سیکل های متقارن تر و تونل زنی الکترون ها کمتر و در نتیجه ماده کمتری الکتروانباشت می شود. نانوسیم های آلیاژ کبالت–آلومینیوم درقالب های آلومینای آندی به روش الکتروانباشت ساخته شده اند. اثر فرکانس، درصد غلظت ناخالصی آلومینیوم در آلیاژ کبالت–آلومینیوم و عملیات تابکاری نمونه ها روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی شد. وادارندگی 1800 اورستد و مربعی بودن 0.95 برای نمونه ده درصد ناخالصی آلومینیوم که در فرکانس هرتز ساخته شده و سپس در 400درجه سانتی گراد تابکاری شده است بدست آمد. این آلیاژ برای استفاده در ساخت حافظه های مغناطیسی ظرفیت بالا بسیار مناسب است. رفتار لایه سدی در طی فرایند الکتروانباشت با مدار الکترونیکی متوالی از سه قسمت مقاومت محلول و یک مدار موازی از مقاومت و ظرفیت برای فصل مشترک لایه سدی – الکترولیت و یک مدار موازی از مقاومت و ظرفیت و دیود زنر برای لایه سدی شبیه سازی شد و تطابق بسیار خوبی با نتایج تجربی دارد و رفتار لایه سدی را بخوبی توضیح می دهد. وقتی دیود زنر در بایاس معکوس با تونل زنی الکترون ها شکسته می شود، الکتروانباشت در حفره ها صورت می گیرد.فیلم های خیلی نازک ابررسانا در بخش دوم پایان نامه ابررسانایی فیلم های نازک سرب روی زیر لایه سیلیسم در رژیم برهم کنش ضعیف بررسی شد و رفتار نوسانی دمای بحرانی آنها نسبت به ضخامت فیلم – تعداد لایه های اتمی- که بطور تجربی دیده شده بود توضیح داده شد. برای این منظور برهم_کنش جفت کوپر را بصورت ترکیبی از برهم کنش جفت کوپر سطحی و حجمی در نظر گرفته شد. اثر برهم کنش سطحی که با ضخامت فیلم نسبت معکوس دارد در فیلم های خیلی نازک برهم کنش غالب است. نشان داده شده که ابررسانایی فیلم های نازک سرب در ضخامت هایی بین 50 تا 500 لایه اتمی از سیستم دوبعدی به سه بعدی گذار می کند و جمله برهم کنش حجمی بر جمله برهم کنش سطحی غالب می شود و رفتار ابررسانایی فیلم نازک به رفتار ابررسانی توده میل می کند.