Elektrokimyasal depolama yoluyla elde edilen CuCo ve Cu-Co-Ni alaşım filmlerinin yapısal ve magnetorezistans özellikleri

Abstract

ÖZET Doktora Tezi ELEKTROKİMYASAL DEPOLAMA YOLUYLA ELDE EDİLEN Co-Cu ve Co-Cu-Ni ALAŞIM FİLMLERİNİN YAPISAL ve MAGNETOREZİSTANS ÖZELLİKLERİ İsmail Hakkı KARAHAN Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Eğitimi Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Ömer Faruk BAKKALOĞLU Çok büyük magnetorezistans etki (GMR) gösteren materyaller günümüzde sensör teknolojisi ve magnetik okuyucu kafalı cihazlar başta olmak üzere çok yaygın bir teknolojik kullanım alanına sahiptir. Alaşımlarda çok büyük magnetorezistans etki, özellikle oda sıcaklığında bir biri içerisinde çözünüp tek fazlı alaşım yapma eğiliminde olmayan maddelerin oluşturduğu magnetik alaşımlarda gözlenebilmektedir. CoCu alaşım sistemleri de oda sıcaklığında bir biri içinde çözünüp tek fazlı alaşım yapma eğiliminde olmayan sistemlerdir. CoCu ve CoCuNi alaşım filmleri elektrokimyasal depolama yöntemi ile asit-sitrat banyosundan, farklı konsantrasyonlarda ve bilgisayar kontrollü olarak elde edildi. CoCu alaşım filmleri elektrolit pH' sının değiştirilmesi ile CoCuNi alaşım filmleri ise Cu ve Co miktarı sabit tutularak Nikel miktarının artırılması ile oluşturuldu. Filmlerin kompozisyonu, tarayıcı elektron mikroskobu ve Atomik Absorbsiyon Spektrometresi kullanılarak analiz edildi. Filmlerin kristal yapıları ise X-ışını difraksiyon spektrometresi ile belirlenerek yüzey topografıleri elektron mikroskobuyla incelendi. Elektriksel ölçümler kullanılarak boyuna magnetorezistans katsayısı ve elektriksel özdirenç araştırıldı. Difraksiyon piklerine yalnızca alaşım filmlerdeki bakırdan cevap geldi. Tüm filmlerde negatif magnetorezistans gözlenirken 20K sıcaklığında pH=5,5 CuCo'ta %1,9, pH=6 CuCo'ta %1,48, pH=5,25 CuCo'ta %2,08 ve pH=6,25 CuCo alaşım filminde %3,03, NiCuCo alaşımlarında ise 20g/l'de %1,25, 5g/l'de %1.29, lg/l'de %1,7 GMR gözlendi. CuCo alaşımlarında magnetorezistansın önce artan Co yüzdesi ile arttığı daha sonra düştüğü, CuCoNi alaşımlarında ise artan Ni yüzdesi ile düştüğü gözlendi. 2002, 124 sayfa Anahtar kelimeler: Magnetoresistans, Çok Büyük Magnetorezistans, Elektrokimyasal depolama, CuCo alaşım filmi, CuCoNi alaşım filmi.

ABSTRACT Ph.D. Thesis THE CHARACTERIZATIONS OF STRUCTURAL AND MAGNETORESİSTANCE PROPERTIES OF CuCo and CuCoNi ALLOYS OBTAINED BY ELECTROCHEMICAL DEPOSITION Ismail Hakkı KARAHAN Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Physical Education Supervisor : Prof. Dr. Ömer Faruk BAKKALO?LU Nowadays Giant magnetoresistive materials are used in sensor and magnetic read heads. The giant magnetoresistance (GMR) effect is usually observed in systems composed of insoluble elements especially at room tempereture. Co in Cu is an example of such a system, which tend not to make solid solution with each other at equilibrim conditions. The CuCo and CuCoNi alloy films were prepared by electrochemical deposition technique. The variations of Co and Cu contents in film were investigated as a functions of bath pH and Ni content in bath. The composition of the alloy films were determined by an atomic absorbtion spectrophotometer and energy dispersive spectrometer. The crystal structures of the alloy films were analysed by a Cu(Ko)-X-Ray difroctometer. The structural properties were investigated by scanning electron microscopies (SEM). Using the electrical measurements, the longitudunal mr coefficients and electrical resistivity were calculated and investigated. The diffraction lines observed were only those of copper component in alloy films. All films shoved negative magnetoresistance effect while a giant magnetoresistance effect was observed to be %1,9 at value of pH=5,5 CoCu, %1,48 at value of pH=6 CoCu, %2,08 at value of pH=5,25 CoCu and %3,03 at value of pH=6,25 CoCu, %1,25 at (20g/l Ni) NiCoCu, %1,29 in (5 g/1 Ni) CuCoNi, %1,7 in (1 g/1 Ni) CuCoNi alloy films at 20K. It vas also dedected that the magnetoresistance effect initialy increased and then decreased with increasing Co percentage in CuCo alloys and decreased with increasing Ni percentage in CuCoNi alloy films. 2002, 124 pages Keywords : Magnetoresistance, Giant Magnetoresistance (GMR), CuCo alloys, Electrochemical deposition, CuCoNi alloys. ii