Elaboration and properties of CoPt and FePt electrodeposited nanowires
Elaboration et propriétés de nanofils de CoPt et FePt électrodéposés
Résumé
The main purpose of this work is to prepare CoPt and FePt nanowires by electrodeposition in nanoporous aluminum membranes. The electrochemical bath was composed of only two salts (chlorides), one for the cobalt (CoCl2, 6H2O) and one for platinum (K2PtCl6). We succeeded preparing networks of CoPt nanowires with diameters of about 70-80 nm and a coercivity of 1.1 Tesla at room temperature. These magnetically hard materials present the tetragonal phase L10 obtained after annealing at 700 °C the cubic phase of the deposited state.
We studied the structural and magnetic properties of samples prepared in the two types of membranes that we used: membranes done in the laboratory by anodisation of an aluminum layer and commercial membranes.
The magnetic measurements, carried out parallel and perpendicular to the axis of the wires, show a perfectly isotropic behavior. The quality of the two network types of pores does not seem to have an influence on the magnetic properties and in particular on the coercive field of the studied samples. The annealing parameters (temperature, time) are essential to obtain the most complete transformation from the deposited cubic phase into the tetragonal ordered L10 phase. The preparation of FePt nanowires was more complicated due to the ease of iron to form oxides. We have anyway succeeded preparing networks of FePt nanowires of 55~nm of diameter with a coercivity of 1.1 Tesla but inhomogeneous in composition.
We studied the structural and magnetic properties of samples prepared in the two types of membranes that we used: membranes done in the laboratory by anodisation of an aluminum layer and commercial membranes.
The magnetic measurements, carried out parallel and perpendicular to the axis of the wires, show a perfectly isotropic behavior. The quality of the two network types of pores does not seem to have an influence on the magnetic properties and in particular on the coercive field of the studied samples. The annealing parameters (temperature, time) are essential to obtain the most complete transformation from the deposited cubic phase into the tetragonal ordered L10 phase. The preparation of FePt nanowires was more complicated due to the ease of iron to form oxides. We have anyway succeeded preparing networks of FePt nanowires of 55~nm of diameter with a coercivity of 1.1 Tesla but inhomogeneous in composition.
L'objectif de ce travail de thèse est de préparer des fils de CoPt et FePt par dépôt électrochimique dans des membranes d'alumine nanoporeuse. Le bain électrochimique que nous avons utilisé comprend seulement deux sels (des chlorures), un pour le cobalt (CoCl2, 6H2O) et un pour le platine (K2PtCl6). Nous avons réussi à réaliser des réseaux de nanofils de CoPt ayant des diamètres d'environ 70-80 nm et dont la coercitivité atteint 1.1 Tesla à température ambiante. Ces matériaux magnétiquement durs présentent la phase quadratique L10 obtenue après un recuit à 700 °C de la phase cubique déposée.
Nous avons étudié les propriétés structurales et magnétiques d'échantillons préparés dans les deux types de membranes que nous avons utilisées: des membranes faites au laboratoire par anodisation d'une couche d'aluminium et des membranes commerciales. Les mesures magnétiques effectuées parallèlement et perpendiculairement à l'axe des fils montrent un comportement parfaitement isotrope. La qualité des deux types de réseau de pores utilisés ne semble pas avoir d'influence sur les propriétés magnétiques et en particulier sur le champ coercitif des échantillons étudiés. Les paramètres (température, durée) du recuit sont les paramètres essentiels pour obtenir la transformation la plus complète possible de la phase cubique déposée en la phase quadratique ordonnée L10 .
La préparation de nanofils de FePt s'est révélée plus compliquée du fait de la facilité du fer à former des oxydes. Nous avons tout de même réussi à préparer des réseaux de nanofils de FePt de 55~nm de diamètre avec une coercitivité de 1.1 Tesla mais non homogènes en composition.
Nous avons étudié les propriétés structurales et magnétiques d'échantillons préparés dans les deux types de membranes que nous avons utilisées: des membranes faites au laboratoire par anodisation d'une couche d'aluminium et des membranes commerciales. Les mesures magnétiques effectuées parallèlement et perpendiculairement à l'axe des fils montrent un comportement parfaitement isotrope. La qualité des deux types de réseau de pores utilisés ne semble pas avoir d'influence sur les propriétés magnétiques et en particulier sur le champ coercitif des échantillons étudiés. Les paramètres (température, durée) du recuit sont les paramètres essentiels pour obtenir la transformation la plus complète possible de la phase cubique déposée en la phase quadratique ordonnée L10 .
La préparation de nanofils de FePt s'est révélée plus compliquée du fait de la facilité du fer à former des oxydes. Nous avons tout de même réussi à préparer des réseaux de nanofils de FePt de 55~nm de diamètre avec une coercitivité de 1.1 Tesla mais non homogènes en composition.
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