Nanoestruturas de cobalto eletrodepositadas sobre grafeno CVD: crescimento e caracterização in e ex-situ

• Autor(a) principal: Franco, Vinícius Cappellano de
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/194667
• topic: Eletrodeposição; Nanoestruturas; Grafeno

Neste estudo, foram realizados eletrodepósitos potenciostáticos de cobalto sobre o grafeno CVD/SiO2/Si em diferentes intervalos de tempo, utilizando-se uma solução aquosa 5mM de CoSO4 com pH ≈ 3,5±0,1, num potencial de deposição de -1,06V. Durante as eletrodeposições, análises magnéticas in-situ das amostras foram realizadas, utilizando-se um magnetômetro de gradiente de força alternado (AGFM) com uma célula de eletrodeposição acoplada entre os seus polos. Os resultados das análises magnéticas in-situ indicaram que os eletrodepósitos de cobalto ocorridos em intervalos de tempo inferiores a 20 segundos, aproximadamente, apresentavam comportamento antiferromagnético, enquanto que os eletrodepósitos ocorridos em intervalos de tempo acima dos 20 segundos, apresentavam comportamento ferromagnético. Para se verificar os possíveis motivos da mudança de comportamento antiferromagnético das amostras produzidas in-situ, realizou-se uma análise do sinal elétrico proporcional à magnetização do cobalto eletrodepositado em função do tempo de deposição, adquirida em tempo real. O resultado indicou a formação de um “platô” na medida da magnetização entre 2 e 28 segundos, enquanto que após este tempo, o sinal da magnetização apresentava um comportamento praticamente linear de aumento com o aumento no tempo de depósito, indicando, claramente, a presença de dois materiais magnéticos diferentes, um à base de cobalto oxidado (Co2O3, verificado por XPS) – antiferromagnético – e outro à base de cobalto metálico – ferromagnético. Os estudos realizados indicaram que a oxidação dos primeiros depósitos de cobalto sobre o grafeno, que ocorrem sob a forma de nanopartículas, advém da interação destas nanopartículas com o oxigênio presente previamente na superfície do grafeno CVD. Caracterizações morfológicas e elétricas ex-situ, por SPM, foram realizadas em algumas amostras cobalto/grafeno CVD/Si/SiO2 (tDEP = 10, 20, 30 e 100s). Estas caracterizações indicaram que as amostras produzidas em 10 e 20s apresentavam crescimento de nanopartículas de cobalto preferencialmente nas rugosidades e em regiões próximas a defeitos estruturais do grafeno CVD, enquanto que para os depósitos mais longos, pode-se perceber um crescimento de cobalto sobre a superfície do grafeno CVD de maneira não-homogênea e, posteriormente, algumas regiões com saliências de material magnético mais elevadas do que outras.