Взаимосвязь условий электролиза и состава магнитного слоя в слоистых наноструктурах Cu/(Co+Cu) и Cu/(Ni+Cu)

• Автор: Овчинникова, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые обозначения

Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Введение микрослоистые материалы, их свойства и способы

получения

1.2. Краткая история развития работ по электрохимическому получению МЬ

1.3. Эффект вМЛ.

1.4. Методы контроля толщины слоев при электроосаждении МЬ

1.5 Включение немагнитного компонента в магнитный слой.

1.5.1. Включение немагнитного компонента в период осаждения магнитного слоя

1.5.2. Включение немагнитного компонента в магнитный слой
в процессе осаждения немагнитного слоя.
1.5.3. Изменение состава и толщины слоев за счет
реакции контактного обмена
Глава 2. Методическая часть.
2.1. Экспериментальная установка для электрохимических измерений.
2.2. Электроды и подготовка поверхности электродов перед электрохимическими измерениями.
2.3. Состав растворов и приготовление электролитов
2.4. Ехйи измерения параметров получаемых осадков
2.4.1. Микроскопия.
2 .4.2. Анализ элементного состава образцов
2.4.3. Определение содержания меди в осадке
2.4.4. Измерения магнитотранспортных характеристик вМВ.
2.5. Методика проведения расчетов равновесного состава
электролитов и парциального тока меди при решении
электродиффузионной задачи
Глава 3. Влияние условий электроосаждения магнитного слоя на
содержание в нем немагнитного компонента
3.1. Зависимость содержания меди в магнитном слое от природы электролита и потенциала осаждения. Возможные причины повышенного содержания меди в магнитном слое
3.2. Моделирование процессов массопереноса ионов меди при электроосаждении магнитного слоя из ацетатного и
сульфаматного электролитов
3.3. Поиск идеального электролита для получения МЬ. Обоснование выбора сульфосалицилатного электролита .
3.4. Расчет равновесного состава сульфосалицилатного электролита и оценка влияния тока выделения 1 и Н2 на массоперенос
ионов меди
3.5. Экспериментальные исследования зависимости парциального тока по меди от потенциала осаждения и состава 8БА
электролита.
3.6. Магнитотранспортные свойства МЬ в зависимости от
БвА электролита
Глава 4. Изменение состава магнитного слоя в процессе осаждения
немагнитного компонента
4.1. Анодное растворение осадков и Со в растворах, не содержащих Си.
4.2. Анодное растворение Со в растворах, содержащих медь.
4.3. Анодное растворение 1 в растворах, содержащих медь.
4.4. Анодное растворение СоСи осадков
4.5. Магнитотранспортные характеристики МЬ в условиях различной устойчивости магнитного слоя.
Выводы . . .
Глава 5. Изменение состава магнитного слоя при бестоковом потенциале.
5.1. Контактный обмен в системе СоСи2 .
5.2. Контактный обмен в системе i2
5.3. Влияние контактного обмена на магнитотранспортные характеристики .
Выводы .
Глава 6. Особенности электроосаждения медного слоя из кислых хлоридных растворов
6.1. Введение
6.2. Вольтамперометрические измерения
6.3. Микрогравиметрические измерения
Выводы .
Общие выводы
Список литературы


Показано, что осаждение Си слоя в МЬ СиСоСи при потенциалах, способствующих растворению Со из магнитного слоя, также приводит к росту эффекта ОМЯ. Установлено, что при разомкнутой цепи процесс цементации меди практически отсутствует на 1, но с заметной скоростью протекает на Со. Определена скорость цементации меди и показано, что она лимитируется доставкой ионов Си. Экспериментально подтверждено методами инверсионной волтьамперометри ИВА, кварцевой микрогравиметрии КМГ и рентгенфлюоресцентного анализа РФлА изменение содержания меди в осадках в ходе реакции цементации и его влияние на магнитотранспортные свойства МЬ СиСоСи. Методами ВА и КМГ изучен процесс осаждения меди из кислых хлоридных растворов при различных соотношениях СГСи2. В условиях катодной поляризации при ССи зафиксировано появление солевой пленки промежуточного соединения в СиИСи1 процессе и идентифицировано как СиС1. Научнопрактическая ценность. Ряд выявленных в диссертации закономерностей поведения компонентов магнитного слоя в широком диапазоне изменения условий осаждения миграционный перенос немагнитного компонента, перемешивание приэлектродного слоя, устойчивость магнитного компонента и др. Руководствуясь выводами данной работы, представляется возможным прогнозировать выбор условий осаждения и состав электролитов для целенаправленного получения пленок с минимальным содержанием немагнитного компонента. Разработаны существенные для ряда полислойных многофазных систем приемы электрохимических исследований в условиях растворения и осаждения металлов, основанные на сочетании метода ИВА с методом КМГ. Связь диссертации с планами научноисследовательских работ. Исследования выполнялись в рамках следующих программ программа СО РАН . Кинетика электрохимических процессов на межфазной границе твердое тело раствор проект i i интеграционная программа 8 Президиума РАН Фундаментальные проблемы физики и химии наноразмерных систем и материалов проект 8. Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе Грант Королевского общества Великобритании i ii ii, i . Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на i ii ii, V. Международной конференции Электрохимия, гальванотехника и обработка поверхности Москва, 6 i Ii i i vii, научнопрактической конференции Теория и практика электрохимических технологий г. Екатеринбург, VII конференции Аналитика Сибири и Дальнего востока г. Новосибирск, I Всероссийской конференции по наноматериалам Нано г. Москва, 8 Ii i i II , Международной научной конференции Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий , г. Нано г. Новосибирск, ежегодных научных отчетных конференциях ИХТТМ СО РАН. Публикации. По материалам диссертации опубликовано работ 7 статей и 9 тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях и получен 1 патент РФ. Глубокую благодарность автор выражает к. Поддубному Н. П. и Костыря М. А. за помощь в проведении расчетов, профессору Беку Р. Ю. за полезное обсуждение результатов исследований, академику Болдыреву В. В. за инициативу постановки и поддержку работ по МЬ в нашем институте. ГЛАВА 1. Введение микрослоистые материалы, их свойства и способы получения. В настоящее время интенсивно развивается новое направление в материаловедении химия наноразмерных систем и материалов. Микрослоистые материалы МЬтиЬПауегз, состоящие из чередующихся супертонких слоев различного состава см. В этот класс гетерогенных систем входят также некоторые неоднородные сплавы 1. Свойства веществ, упорядоченных в слоистую структуру, заметно отличаются от свойств объемных материалов благодаря двумерной структуре слоев, высокой плотности межфазных границ и возможности взаимодействий между слоями, особенно когда индивидуальная толщина слоя уменьшается до атомных размеров 1 нм. Рис. Схема строения микрослоистых материалов. Эти материалы имеют важные применения там, где необходима хорошая износостойкость, большие усилия, высокое коррозионное сопротивление и особые магнитные свойства.