Co/Cu çok katmanlı nanoyapılar üzerine Fe içeriğinin etkisi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Bursa Uludağ Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Atakan Tekgül

Danışman: MÜRSEL ALPER

Özet:

Bu çalışmada CoFe/Cu ferromanyetik çok katmanlı yapılar elektrokimyasal sentezleme tekniği ile kendi iyonlarını içeren çözeltilerden Ti (hekzagonal sıkı paket, hcp) alt tabaka üzerine 3 mikrometre kalınlığında olacak şekilde büyütüldüler. Bu çok katmanlı filmlerin özellikleri, Fe konsantrasyonu, Cu ve CoFe tabaka kalınlığına göre incelendi. Metallerin depozisyon potansiyelleri, dönüşümlü voltametri (CV) tekniği ile referans elektroda (doymuş kalomel elektrot SCE) göre, CoFe için -1.5 V ve Cu için -0.3 V olarak belirlendi.Numunelerin, yapısal karakterizasyonları X-ışını difraksiyonu (XRD) tekniği ile yapıldı. Üretilen filmlerin XRD spektrumlarında yüzey merkezli kübik (fcc) yapının (111), (200), (220) ve (311) yansımalarından kaynaklanan pikler açık şekilde gözlendi ve bundan dolayı numuneler tek fazlı olarak fcc yapıda kristalleşmektedir. 0.0 M Fe 0.05 M ve 0.1 M konsantrasyonuna sahip çözeltilerden üretilen numunelerin kristal yönelimlerinin, bulk metallerinde olduğu gibi rastgele yönelime sahip olduğu bulundu. Fe içeriğinin 0.1 M'a kadar yükseltilmesi ile numunenin fcc fazının Fe'in cisim merkezli kübik (bcc) yapısından dolayı zayıfladığı görüldü.Filmlerin manyetik karakterizasyonları için titreşimli örnek magnetometresi (VSM) kullanıldı. Ölçüm sonuçlarında Fe konsantrasyonunun 0.0 M'dan 0.1 M'a kadar arttırılması ile filmlerin koarsivite değerlerinin azaldığı görüldü. Bu azalma, film içindeki depozit olan yumuşak ferromanyetik yapıya sahip Fe'den kaynaklanmaktadır. Bu da numunelerin koarsivite değerlerinin yumuşak ferromanyetik madde sınırı olan 12.5 Oe değerine doğru yaklaşmaktadır.Numunelerin manyetorezitans (MR) ölçümleri van der Pauw tekniği ile ölçüldü. CoFe/Cu katmanlı filmler, periyodik yapısından dolayı dev manyetorezistans (Giant magnetoresistance-GMR) etki göstermiştir. 0.0 M Fe konsantrasyonuna sahip çözeltiden üretilen 285[Co(6 nm)/Cu(4.5 nm)] numunesi (285 bilayer sayısına sahip), %10'luk bir GMR değerine sahip iken 0.05 M Fe içeren çözeltiden üretilen numune için bu değer %22'ye kadar çıkabilmektedir. Çözeltideki Fe konsantrasyonu, 0.05 M dan 0.4 M'a kadar olan çözeltilerden üretilen filmlerin GMR değerleri azalarak %3'e kadar düşmektedir. Ayrıca numunelerin magnetorezistans değerleri hem Cu hem de CoFe tabaka kalınlığına bağlı olarak ölçüldü. CoFe tabaka kalınlığı 6 nm de sabit tutularak Cu tabakası 0 dan 10 nm'ye 23 farklı kalınlıkta büyütüldü. En büyük GMR değeri Cu kalınlığı 4.5 nm olduğu zaman elde edildi. Diğer taraftan Cu kalınlığı 4 nm de sabit tutularak CoFe kalınlığı 3-15 nm ye kadar değiştirildi ve en büyük GMR değeri CoFe kalınlığı 6 nm olduğunda gözlendi.