Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2445/42871
Title: Electrochemical Preparation of Co-Ag Nanostructured Materials for GMR Applications.
Author: García Torres, José Manuel
Director: Gómez, Elvira
Vallés Giménez, Elisa
Keywords: Pel.lícules granulars
Materials nanoestructurats
Electrodeposició
Issue Date: 28-May-2010
Publisher: Universitat de Barcelona
Abstract: [eng] The electrodeposition is a technique that day by day is gaining positions among the mainly employed physical methods. This is due to the fact that electrodeposition shows some advantages over the physical techniques such as: versatility, selectivity, room temperature, high deposition rates, high thicknesses, among others. Therefore, the aim of this thesis is the use of the electrochemical technology to prepare Co-Ag nanostructured materials for magntoresistive applications. The first step was the preparation of granular films. However, the big difference in the standard potentials of both metals discards their codeposition and therefore, the main problem to overcome was to reduce this difference. Different electrolytic baths containing different complexing agents (Bath 1: Thiourea, bath 2: Thiosulphate and bath 3: Chloride) were employed in order to favour the codeposition. After optimizing the composition of each solution, Co-Ag films with a distribution of nanometric cobalt particles into the silver matrix were obtained. However, the deposits prepared from baths 1 and 2 only showed giant magnetoresistnace (GMR) at low temperatures, fact that was attributed to the presence of sulphur in the magnetic/non-magnetic interfaces which hindered the magnetoresistance effect to take place. The use of a sulphur-free bath (bath 3) allowed obtaining films with GMR values up to 7% at room temperature, values higher than those published by others. The numerical analysis of the magnetoresistance curves, which allowed the decomposition of the magnetoresistance curves into its ferromagnetic (FM) and superparamagnetic (SPM) contribution, indicated the higher SPM contribution over the FM one in all the electrodeposition conditions. On the other hand and taking profit of the versatility of the electrodeposition, Co-Ag multilayers were prepared. The magnetic (Co) and non-magnetic (Ag) layer deposition condition optimization was crucial to obtain the highest GMR values. The electrochemical technology was also useful to prepara Co-Ag nanowires (both granular and multilayered nanowires) into the pores of polycarbonate membranes. Moreover, nanoparticles of the Co-Ag system were also prepared with a core-shell structure and by the microemulsion method. A voltammetric method was developed to univocally determine the correct core-shell structure formation. An strategy was also developed to measure the magnetoresistance of the last two kinds of nanomaterials (nanowires and nanoparticles) which corroborated their magnetoresistive behaviour.
[cat] L'electrodeposició és una tècnica que, dia rere dia, escala posicions entre les més habitualment emprades tècniques físiques de deposició. Aquest fet es deu principalment als avantatges que presenta la tècnica electroquímica front als mètodes físics, essent aquests: versatilitat, selectivitat, equipament senzill, temperatura ambient, elevades velocitats de deposició, gruixos importants,..Aquest projecte de tesi desenvolupa la preparació electroquímica de materials nanoestructurats cobalt-plata, material que potencialment és útil en aplicacions magnetorresistives. El nostre objectiu inicial va ser la preparació de pel·lícules granulars. El primer problema que va haver de superar-se per aconseguir la codeposició d'ambdós metalls va ser reduir l'elevada diferència entre els seus potencials de deposició. Es van utilitzar diferents banys electrolítics contenint agents complexants (bany 1:Tiourea, bany 2: Tiosulfat i bany 3: Clorurs) per tal d'afavorir la codeposició, Les formulacions optimitzades d'aquests banys van permetre aconseguir dipòsits amb una dispersió de partícules nanomètriques de cobalt a la matriu de plata. No obstant això els dipòsits preparats a partir dels banys 1 i 2 únicament presentaren magnetorresistència gegant a temperatures criogèniques, fet que es va relacionar amb la presència de sofre a les interfases magnètiques/no magnètiques, proposta que es va confirmar posteriorment. Afortunadament el bany base-clorurs (bany 3) va permetre obtenir dipòsits amb valors de GMR de fins a un 7% a temperatura ambient, valors sensiblement superiors als trobats a la literatura. Un tractament de les dades experimentals amb un model teòric va permetre establir la contribució a la magnetoresistència de les partícules de cobalt d'acord amb la seva mida. D'altre banda aprofitant la versatilitat de l'electrodeposició, es va procedir a la preparació de multicapes Co-Ag. L'optimització de les condicions d'electrodeposició tant de la capa magnètica (Co) com de la capa no magnètica (Ag) va ser decisiva per tal d'obtenir estructures amb GMR. El mètode electroquímic va ser útil per obtenir fils de mida nanomètrica de Co-Ag a partir de templates de membranes de policarbonat, tant granulars com en forma de multicapa. D'aquest material, Co-Ag, s'han preparat nanoparticules amb estructura nucli-corona pel mètode de la microemulsió, per les que s'ha desenvolupat un mètode electroquímic de caracterització que ha permès comprovar la correcta formació de les nanoparticles. Per la mesura de GMR d'aquests sistemes nanomètrics (nanofils i nanoparticles) s'ha dissenyat un procediment experimental de mesura que ha confirmat el caràcter magnetoresistiu de les nanoestructures.
URI: http://hdl.handle.net/2445/42871
ISBN: 9788469347164
Appears in Collections:Tesis Doctorals - Departament - Química Física



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.