Co nanotellerin hazırlanması ve manyetik karakterizasyonu

Abstract

Düzgün altıgen yapılı Anodik Alüminyum Oksit (AAO) maske içerisinde Kobalt (Co) nano-teller elektrokimyasal yer değiştirme yöntemiyle büyütülerek dc ve ac manyetik özellikleri oda sıcaklığında FMR ve VSM tekniği ile incelendi. Özellikle nano ölçekteki malzemeler için fiziksel boyutlar malzemenin manyetik özellikleri üzerinde oldukça etkilidir. Bundan dolayı bu çalışmada çapları tamamen aynı (40nm) ve boyları değişken olan (200nm, 300nm, 400nm, 1?m ve 10?m ) 5 farklı numune incelenmiştir. İncelenen numunelerin yeterince homojen bir dağılıma sahip olduklarının gösterilmesinde ve nano tellerin çapları, iki nano tel arasındaki mesafe gibi parametrelerin belirlenmesinde Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleme yöntemi kullanıldı. Kristalografik özellikleri X-ışınları Kırınımı (X-Ray Difraction) tekniği ile incelendi. Anizotropinin karakterini belirlemek amacıyla FMR ölçümlerinde film yüzeyine dik (out-of plane, dış manyetik alan film düzlemine dik) ve film yüzeyine paralel (in plane, dış manyetik alan film düzlemine paralel) olmak üzere iki farklı geometride ölçümler yapıldı. Film yüzeyine paralel geometride beklendiği gibi anizotropi gözükmedi ve sadece şiddet değişimi gözlendi. Film yüzeyine dik geometride ise dış manyetik alanın örneğe paralel olduğu durumdan dik olduğu duruma kadar açısal çalışma yapılarak magnetik anizotropinin formu ve büyüklüğü belirlendi. Deneysel mıknatıslanma ölçümlerinden örneklere ait koersif alan (Hc), kalıcı mıknatıslanma (Mr) ve doyum mıknatıslanması (Ms) belirlendi. Belirlenen bu parametrelerin değişen nano-tel boyuna bağımlılığı tartışıldı.

Co nano-wires have been growth by electro deposition technique into hexagonally arrayed AAO membrane and dc/ac magnetic properties were investigated by FMR and VSM techniques at room temperature. Especially the dimensions of nano-scale materials are very affected on the magnetic properties. Therefore in this study, five samples which have same diameter (40nm) and different length (200nm, 300nm, 400nm, 1?m and 10?m) were investigated. Scanning Electron Microscope (SEM) was performed to determination of diameters, center-to-center distance and the sample arrays of nano-wire which shows to sample homogeneity. Crystallographic property of the samples was investigated by XRD technique. The FMR measurements have been done for the determining of the behaviors of magnetic anisotropies at out-of-plane geometry (H is perpendicular of film plane) and in-plane geometry (H is parallel of film plane). As expected, at in-plane geometry the effect of magnetic anisotropies were not observed but changing of peak amplitude was observed. On the other hand, the type and amplitude of magnetic anisotropy at out-of-plane geometry has been determined by performing angular measurement. Coercive field (Hc), remenant magnetization (Mr) and saturation magnetization (Ms) were determined from experimental data. Dependence of the magnetic properties on the length of nano-wire was discussed