Influência da modulação por composição sobre as propriedades microestruturais e magnéticas de nanofios de Ni/Cu
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/52580 |
Resumo: | No presente trabalho, nanofios magnéticos contínuos (AM-1 e AM-4) e modulados por composição (AM-2, AM-3, AM-5 e AM-6) foram eletrodepositados em membranas porosas de alumina comercial, com diâmetro dos poros de aproximadamente 250 nm. Dessa forma, foi possível investigar como o processo de modulação influencia nos parâmetros estruturais e qual sua relação com as propriedades magnéticas dos fios. Incialmente, duas amostras foram sintetizadas, usando o modo cronopotenciometria e um eletrodo de trabalho convencional (Au). Para otimizar o processo de síntese, tinta condutiva de carbono, comumente usada em microscopia eletrônica, foi usada para fabricação do eletrodo de trabalho. Para comprovar a eficiência e reprodutibilidade desse novo método, nanofios contínuos e modulados por composição foram eletrodepositados usando o modo cronoamperometria. A caracterização morfológica indicou a formação de nanofios contínuos e modulados por composição. Acrescido disso, foi comprovado que o método cronoamperometria, é mais eficiente para obtenção de fios com morfologia mais uniforme. A análise de EDS confirmou a presença de níquel e cobre para todas as amostras. Os resultados de DRX confirmaram que o Ni e Cu presentes nos fios, possuíam estrutura cúbica de face centrada. Valores dos parâmetros de rede, tamanho de cristalito, deformação na rede e densidade de discordância foram estimados usando o método Williamson-Hall (W-H). Em relação à caracterização magnética, os espectros de ressonância ferromagnética revelaram duas ressonâncias distintas. A de menor intensidade corresponde à excitação dos spins na superfície do material, porém são necessárias investigações adicionais. Também foi observada uma dependência angular do campo de ressonância. A partir dos resultados de ressonância ferromagnética, foi proposto um modelo para estimar o campo de anisotropia dos fios, além da direção de fácil magnetização. Curvas de magnetização versus campo foram obtidas usando a técnica de magnetometria da amostra vibrante. Os resultados demonstraram que o processo de modulação pode influenciar na direção de fácil magnetização, nos valores de coercividade e remanência. Acrescido disso, foi possível investigar como as modificações estruturais do níquel podem influenciar nas propriedades magnéticas dos nanofios. |
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Incialmente, duas amostras foram sintetizadas, usando o modo cronopotenciometria e um eletrodo de trabalho convencional (Au). Para otimizar o processo de síntese, tinta condutiva de carbono, comumente usada em microscopia eletrônica, foi usada para fabricação do eletrodo de trabalho. Para comprovar a eficiência e reprodutibilidade desse novo método, nanofios contínuos e modulados por composição foram eletrodepositados usando o modo cronoamperometria. A caracterização morfológica indicou a formação de nanofios contínuos e modulados por composição. Acrescido disso, foi comprovado que o método cronoamperometria, é mais eficiente para obtenção de fios com morfologia mais uniforme. A análise de EDS confirmou a presença de níquel e cobre para todas as amostras. Os resultados de DRX confirmaram que o Ni e Cu presentes nos fios, possuíam estrutura cúbica de face centrada. 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Acrescido disso, foi possível investigar como as modificações estruturais do níquel podem influenciar nas propriedades magnéticas dos nanofios.FACEPEIn the present work, continuous magnetic nanowires (AM-1 and AM-4) and composition-modulated nanowires (AM-2, AM-3, AM-5, and AM-6) were electrodeposited into commercial alumina porous membranes with pore diameters of approximately 250 nm. This allowed us to investigate how the modulation process influences the structural parameters and their relationship with the magnetic properties of the wires. Initially, two samples were synthesized using the chronopotentiometry mode and a conventional working electrode (Au). To optimize the synthesis process, conductive carbon ink, commonly used in electron microscopy, was employed to fabricate the working electrode. To confirm the efficiency and reproducibility of this new method, continuous and composition-modulated nanowires were electrodeposited using chronoamperometry. Morphological characterization indicated the formation of continuous and composition-modulated nanowires. Furthermore, it was demonstrated that chronoamperometry is more efficient in obtaining wires with a more uniform morphology. EDS analysis confirmed the presence of nickel and copper in all samples. XRD results confirmed that the nickel and copper in the wires had a face-centered cubic structure. Lattice parameters, crystallite size, lattice strain, and dislocation density values were estimated using the Williamson-Hall (W-H) method. Regarding magnetic characterization, ferromagnetic resonance spectra revealed two distinct resonances. The lower intensity resonance corresponds to the excitation of spins at the material's surface, but further investigations are needed. An angular dependence of the resonance field was also observed. Based on the ferromagnetic resonance results, a model was proposed to estimate the anisotropy field of the wires and the direction of easy magnetization. Magnetization versus field curves were obtained using the vibrating sample magnetometry technique. The results demonstrated that the modulation process can influence the direction of easy magnetization, coercivity values, and remanence. Additionally, it was possible to investigate how structural modifications in nickel can influence the magnetic properties of the nanowires.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia de MateriaisUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMateriais não metálicosNanofiosModulação por composiçãoCampo de anisotropiaInfluência da modulação por composição sobre as propriedades microestruturais e magnéticas de nanofios de Ni/Cuinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/52580/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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