تهیه و رشد نانوذرات و لایه های نازک مغناطیسی با خاصیت gmr، به منظور بررسی و طراحی نانوحسگرها با حساسیت نانوتسلا

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.