بخشی از مقاله
چکیده
نانوسیمهای آلیاژی Co-Zn و کبالت خالص - CO - به روش الکترودپوزیت، در قالبهای آلومینیم ساخته شده به کمک روش آندایز سخت، نهشت داده شدند. به منظور تقویت مغناطش برای انجام آنالیز FORC نمونه آلیاژی تابکاری شد. خواص مغناطیسی این نانو سیمها به کمک آنالیز حلقه پسماند و سپس روش FORC مورد بررسی واقع شد. نتایج آنالیزهای انجام گرفته نشان داد که حوزههای مغناطیسی نانوسیمهای کبالت در ابتدا از نوع SD بودند که بین آنها برهمکنش مغناطیسی نسبتاً قوی وجود داشت.
با اضافه شدن فلز غیر مغناطیسی Zn علاوه بر تغییراتی مانند کاهش میدان وادارندگی، نسبت مربعی - Sq - و مغناطش اشباع - - MS نانوسیمها، ظهور حوزههای مغناطیسی SP با میدان وادارندگی پایین، مشاهده شد. همچنین برهمکنشهای مغناطیسی بین نانوسیمهای آلیاژی به صورت قابل ملاحضهای کاهش یافت.
کلمات کلیدی: حوزههای مغناطیسی ، دیاگرام FORC ، برهمکنشهای مغناطیسی، نانوسیمهای آلیاژی
مقدمه
بررسی رفتار مغناطیسی مواد همواره بعلت خواص کاربردی این مواد، حائز اهمیت بوده است. امروزه با ظهور علم نانو در زمینههای مختلف بخصوص نانومغناطیس این اهمیت بیشتر و تحقیقات در این زمینه گستردهتر شده است. تلاش برای ساخت حافظههای نانومغناطیس برای استفاده در حافظههای مغناطیسی در سراسر جهان در حال انحام است - Allwood, . - 2005 روشهای مختلفی برای بررسی خواص مغناطیسی مواد وجود دارد.
آنالیز حلقه پسماند یکی از این روشهاست که برای موادی که دارای پسماند مغناطیسی هستند، استفاده میشود. اگر چه حلقه پسماند اطلاعات مفیدی راجع به رفتار مغناطیسی مواد میدهد، اما نمیتواند دقیق و جزیی از رفتار حوزههای درون مواد خبر دهد، به عبارتی چه بسا مواد مختلف با حوزه بندیهای مغناطیسی مختلف حلقه پسماند یکسانی داشته باشند. آنالیز منحنیهای بازگشتی مرتبه اول یا FORC روشی متکی بر محاسبات ریاضیات است که کمک میکند اطلاعات بسیار مفید و دقیقی راجع به دنیای درون مواد فرومغناطیس بدست آید.
قدرت و دقت این روش تا جایی است که از آن به عنوان اثر انگشت مغناطیسی2 مواد مغناطیسی یاد میکنند . هم اکنون از دیاگرامهای FORC برای مطالعه موارد زیر و موارد دیگر استفاده میشود.در تحقیق خواص مغناطیسی مواد که رفتار پسماند از خودشان نشان میدهند، FORCبنابراین قدرت آنالیز روش محققان زیادی از سراسر جهان را به استفاده از این روش متقاعد نموده است. در این تحقیق ابتدا، جزییات ساخت FORCنانوسیمهای کبالت- روی، بیان خواهد شد، سپس، خواص مغناطیسی نانوسیمها به کمک آنالیز حلقه پسماند و بحث و بررسی می شود و درپایان، نتایج تحقیق بیان شده است.
حفراتی با طولی بیش از 40 میکرومتر و قطری در حدود 50nm تولید شدند پس از این مرحله قالبهای AAO تا ولتاژ 12 ولت نازک سازی شدند که با این کار لایه سدی نازکتر و برای رشد نانوسیمهای کبالت آماده شد . قالبهای آماده شده پیش از مرحله الکترو انباشت7 به مدت 32 دقیقه در محلول اسید فسفریک 0/3 مولار قرار گرفتند تا قطر حفرات به چیزی حدود 90 نانومتر افزایش یابد این کار به منظور بررسی بهتر اثر برهمکنشهای مغناطیسی صورت گرفت. نانوسیمها به کمک روش الکتروانباشت پالسی با زمان خاموشی 20ms در دمای 30œC درون قالبهای AAO رشد داده شدند.
این زمان خاموشی باعث یکنواختتر شدن ساختار نانوسیمهای کبالت میشود. برای رشد نانوسیمهای آلیاژی از محلولهای 0/3 M مس - به منظور پر کردن ریشهها - و محلول ترکیبی سولفات کبالت روی که مولاریته سولفات کبالت M 0/75 و روی بکار رفته دارای غلظت 0/09 مولار بوده است، استفاده شد. اسید بوریک با غلظت 45 g/lit به عنوان محلول بافر استفاده شد . پس از ساخت نانو سیمها، به منظور تقویت مغناطش برای انجام آنالیز FORC نمونه آلیاژی به مدت 30 دقیقه در دمای 570° تحت عبور مخلوط گاز آرگون - 85% - و هیدروژن - 15% - مورد فرآیند تابکاری واقع شد. علاوه بر نانوسیمهای آلیاژی، نمونهی نانوسیم کبالت خالص به منظور مقایسه با استفاده از محلول 0/75 مولار سولفات کبالت نیز به همان شیوه بالا ساخته شد.
بحث و تفسیر نتایج
بطور مشخص در این تحقیق هدف مطالعهی نوع حوزههای شکل گرفته در نانوسیمهای مغناطیسی کبالت - خالص - و آلیاژی کبالت- روی و نحوه توزیع این حوزهها بر اساس میدان وادرندگی بوده است. مطالعهی اولیه به کمک آنالیز حلقه پسماند انجام شد. حلقههای پسماند برای نمونه خالص نانوسیم های کبالت و آلیاژی بدست آمدند.
