Electrodepunerea de Electrodepunerea de nanofirenanofire

Pîntea Alexandru Rãzvan

IntroducereIntroducere

Electrodepunerea este metoda cea mai eficienta pentru fabricarea nanofirelor magnetice.

In afara de costurile foarte reduse, este una dintre putinele metode care pot combate restrictiile geometrice de inserare a metalelor in nise nanometrice foarte adanci, devenind metoda favorita pentru depunerea de nanofire si nanotuburi.

Electrodepunerea are loc atunci cand un curent trece printr-o solutie ionica. La catod are loc reducerea, iar metalul pur se formeaza in concordanta cu legea :

In figura de mai jos este ilustrata schema celulei cu trei electrozi folosita la electrodepunere:

nM ne M

ExperimentExperiment

La echilibru, fiecare reactie este caracterizata de un potential reversibil Cu cat acesta este mai negativ cu atat un element este mai dificil sa se depuna.

revE

Potentialul de reducere are valori diferite in functie de electrodul de referinta folosit.

Se modifica in functie de concentratia oxidantilor si a reducatorilor dupa ecuatia lui Nernst :

Orice modificare a conditiilor in care se afla baia electrolitica :temperatura, pH, densitate de curent, concetratiile speciilor implicate, agitarea baii, etc. poate afecta proprietatile metalului depus.

Rata electrodepunerii este legata de curentul care trece dupa legea lui Faraday :

0 ln Redred red

Ox

aRTE E

zF a

I m

nF Mt

ExperimentExperiment

Membranele care se folosesc ca si catod poti fi de mai multe feluri:

Mebrane de alumina, obtinute prin dubla anodizare a aluminiului , care au ca avantaje : o structura a porilor foarte ordonata, diametrul porilor poate fi riguros controlat (intre 10nm si 300 nm) precum si distanta dintre acestia, lungimea porilor deasemenea poate fi controlata (de la cativa microni pana la 150 microni), iar densitatea acestora intre pori/ .

Membrane de policarbonat, obtinute prin bombardarea cu ioni, cu o densitate a porilor care poate fi scazuta pana la un singur nanofir, si un diametru pana la 15 nm, putand oferi posibilitatea investigarii unui singur nanofir, insa au o lungime a porilor limitata (pana in 20 microni, in functie de energia ionilor ce o bombardeaza).

9 1110 102cm

Pe o parte a membranei se depune un strat de Au si Cr pentru a fi folosita ca si catod pentru electrodepunere.

AplicatiiAplicatii

Magnetorezistenta gigant (GMR) este o proprietate ce descrie o schimbare a rezistentei electrice atunci cand un camp magnetic extern este introdus.

Materialele ce prezinta GMR sunt folosite pentru inregistrari magnetice si senzori magnetici .

GMR apare atunci cand se folosesc sisteme cu straturi succesive de FM/NM, iar grosimea straturilor NM este controlata in asa fel incat doua straturi succesive FM sunt cuplate antiparalel. Conform teoriei, curentul electric e format din doua canale de conductie distincte, cu spin-up si spin-down, iar conductivitatea este diferita in cele doua canale. Cand un curent este aplicat unui material magentic, electronii cu spinii paraleli cu magnetizatia vor fi imprastiati mai putin decat cei cu spinii antiparaleli.

Va multumescVa multumesc