Ni-Fe ince filmlerin elektrodepozisyonu ve karakterizasyonu

Abstract

Bir dizi Ni-Fe alaşım filmleri kuvvetli (100) örgüsüne sahip polikristal bakır alt tabakalar üzerine hem sürekli hemde puis akımı kullanılarak büyütüldü. Filmlerin depozisyonu doymuş kalomel elektroda (SCE) göre -1.2 V ve -1.8 V arasında değişen katot potansiyellerinde yapıldı. Filmlerin toplam kalınlığı 2 um 'de sabit tutuldu. Ayrıca film kalınlığının filmlerin özelliklerini nasıl etkilediğini görmek için katot potansiyeli SCE 'a göre -1.5 V 'da tutularak değişik kalınlıklarda filmler üretildi. Filmler büyüme sırasında, akım zaman geçişleri kaydedilerek karakterize edildiler. Filmlerin yapısal analizi CuKa ışını ile 0- 20 standart geometrisinde X- ışını kırınımı kullanılarak yapıldı. X-ışım desenleri, filmlerin düşük demir iyonları konsantrasyonundaki elektrolitten depozit edildiklerinde yüzey merkezli kübik yapıya (fcc) sahip olduğunu göstermektedir. Filmlerin manyetik karakterizasyonu Titreşimli Örnek Magnetometresi (VSM) kullanılarak incelendi. VSM ölçümleri manyetik özelliklerin depozisyon türüne ve örneklerin kalınlığına karşı çok duyarlı olduğunu ve kolay mıknatıslanma ekseninin film düzlemine paralel olduğunu göstermektedir. Örneklerin kimyasal bileşimi İndüktif Eşleşmiş Plazma Atomik Emisyon Spektroskopisi (ICP-AES) ile belirlendi. ICP-AES analizleri bütün filmlerde Ni içeriğinin yaklaşık ~ % 70-88 arasında bulunduğunu göstermektedir. Ayrıca filmlerin yüzey morfolojisi optik mikroskop ile incelendi.

A series of Ni-Fe alloy films were grown on strong (100) textured polycrystalline copper substrates using both continuous and pulse plating current. The deposition of films was carried out at the cathode potentials which varied between -1.2 V and -1.8 V with respect to a saturated calomel reference electrode (SCE). The total thickness of films was fixed constant at 2 pm. Furthermore in order to see how the film thickness affects their properties, the films with various thicknesses were also produced by keeping the cathode potential at -1.5 V vs. the SCE. During growth, the films were characterized by recording the current-time transients. Structural characterisations of the films were made using x-ray diffraction (XRD) with Cu Ka radiation in 6-20 standard geometry. The x-ray patterns show that the films have face centered cubic (fee) structure when they are deposited from the electrolyte with the concentration of low Fe ions. The magnetic characteristics of films were studied using a Vibrating Sample Magnetometer (VSM). The VSM measurements show that the magnetic properties are very sensitive to the type of the deposition and the thickness of samples, and the easy axis is in the film plane. The chemical composition of samples was determined by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). ICP-AES analysis indicates that Ni content were found to be in the range of ~ % 70-80 in all films. Furthermore, the optical microscope was used to investigate the surface morphology of the film.