سنتز و بررسی رفتار نانوسیم های مغناطیسی از مخلوط های فلزی با استفاده از قالب آلومینا

در این پایان نامه به سنتز و بررسی خواص نانوسیم های آلیاژی کبالت- قلع پرداخته شده است. از قالب اکسید آلومینیوم متخلخل آندی (aao) برای ساخت آرایه نانوسیم های مغناطیسی کبالت- قلع استفاده می شود. لایه متخلخل aao با استفاده از روش آندایز دو مرحله ای بر روی فویل آلومینیوم تهیه می شود. از فویل آلومینیوم با درصد خلوص بالا (9/99 درصد) استفاده می کنیم که آن را در جریان گاز آرگون در دمای 400 درجه سانتیگراد به منظور از بین بردن تنش های مکانیکی و رفع نواقص ساختار بلوری، تحت تابکاری حرارتی قرار می دهیم. در ادامه نمونه در محلول الکترولیت شامل اسید پرکلریدریک و اتانول الکتروپولیش می شود تا سطح نمونه یکنواخت شود. آندایز مرحله اول با اعمال پتانسیل ثابت در محلول آبی 3/0 مولار اسید سولفوریک، که ولتاژ ثابت اعمالی 25 ولت می باشد، انجام می گیرد. بعد از آندایز مرحله اول، لایه متخلخل آلومینا با استفاده از سونش شیمیایی در محلول آبی شامل مخلوطی از اسید فسفریک و اسید کرومیک در دمای 70 درجه سانتیگراد انجام می گیرد. آرایه نانوحفره های منظم بعد از آندایز مرحله دوم که با شرایطی مشابه با آندایز مرحله اول انجام می گیرد، بدست می آید. زمان آندایز مرحله اول و دوم به ترتیب 7 ساعت و 30 دقیقه می باشد. بعد از آندایز مرحله دوم ار تکنیک کاهش تدریجی ولتاژ تا 8 ولت، به منظور کاهش ضخامت لایه سدی مورد استفاده قرار می گیرد تا در ادامه الکتروانباشت بهتری داشته باشیم. طی این فرآیند ولتاژ در 8 ولت ثابت نگه داشته می شود تا ضخامت لایه سدی در تمام نقاط یکنواخت شود. از تصاویر sem و afm برای بررسی نظم و اندازه گیری سایز حفره ها پس از فرآیند آندایز مرحله اول، دوم و سونش شیمیایی استفاده می شود. تصاویر نشان می دهد که قطر حفره ها حدود 9/29 نانومتر، فاصله بین تخلخلی 9/49 نانومتر و قطر سل حدود 3/44 نانومتر اندازه گیری شده است. فرآیند الکتروانباشت با استفاده از یک سل دو الکترودی انجام می-گیرد. قالب به عنوان یکی از الکترود ها و قطعه ای از پلاتین به عنوان الکترود دیگر استفاده می شود. محلول الکترولیت با استفاده از coso4 و snso4 با سه ph متفاوت (2، 4 و 6) تهیه می شود. الکتروانباشت متناوب تحت ولتاژ قله تا قله 30 ولت و فرکانس 200 هرتز به مدت 5 دقیقه انجام می گیرد. از sem برای مشاهده نانوسیم ها استفاده می شود زمانی که نانوسیم ها را با استفاده از محلول 1 مولار از سود که قالب را حل می کند، از آن خارج کرده ایم. از تکنیک xrd برای بررسی ساختار بلوری نانوسیم ها استفاده می کنیم. برای بررسی خواص مغناطیسی نانوسیم ها از دستگاه agfm استفاده می شود. برای بررسی ترکیب نانوسیم های آلیاژی co1-xsnx از طیف edx استفاده می شود. اندازه گیری خواص مغناطیسی نشان می دهد که خواص مغناطیسی نانوسیم های آلیاژی ساخته شده تحت تاثیر غلظت، ترکیب، ph محلول الکترولیت، فرکانس و شکل موج الکتروانباشت و فرآیند تابکاری می باشد. از طرف دیگر میدان وادارندگی و نسبت مربعی بودن نانوسیم های آلیاژی ساخته شده با نانوسیم های کبالت خالص مقایسه و مشخص می شود با افزایش میزان قلع در ساختار نانوسیم ها خواص تغییر زیادی کرده اند. مشاهدات نشان می دهد که خواص مغناطیسی نانوسیم های آلیاژی با تابکاری تا دمای 575 درجه سانتیگراد، تغییرات زیادی داشته است. اما ناسیم های کبالت خالص تحت تاثیر تابکاری حرارتی تغییر چندانی در خواص مغناطیسی نشان نمی دهند. نتایج تجربی نشان می دهد که شکل موج سینوسی و فرکانس 200 هرتز مناسب ترین شرایط برای الکتروانباشت نانوسیم هاست. همچنین مشخص شد خواص مغناطیسی نانوسیم ها با تغییر ph ،تغییر می کند.