Preparación y caracterización magnética de nanohilos cilíndricos de CoPt

MARTINA ARCE; AGUIRRE, MARÍA DEL CARMEN; J. S. RIVA; PAULA G. BERCOFF

Córdoba

Encuentro; 8vo Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales (JIM 2023); 2023

Las propiedades de los materiales magnéticos nanoestructurados son extraordinariamente diferentes de las de los sistemas magnéticos convencionales, lo que permite su uso potencial para una gran cantidad de aplicaciones relacionadas con sus propiedades magnéticas específicas [1]. En este campo, la preparación de nanomateriales de CoPt ha sido objeto de interés por sus posibles aplicaciones en medios de grabación [2] o su incorporación en microdispositivos [3]. En este trabajo se sintetizaron nanohilos (NHs) de CoPt por electrodeposición DC, empleando membranas de alúmina porosa con poros de 55 nm de diámetro. Las membranas se prepararon por anodizado en dos pasos a partir de una lámina de aluminio de pureza 99,997%, usando ácido oxálico como electrolito, a una temperatura de 2 oC y un voltaje de 40 V. Los NHs se depositaron por vía electroquímica, usando voltajes de -0,6 V y -0,8 V vs. Ag/AgCl, con un electrolito compuesto por una mezcla de soluciones de 0.015M Na2PtCl6 y 0.3 M CoSO4. Las fases presentes y cristalografía de los NHs sintetizados, fueron determinadas por difracción de rayos X; su morfología y composición mediante técnicas de microscopía electrónica de barrido y espectros EDS. Con el fin de caracterizar las propiedades magnéticas, se midieron los lazos de histéresis a temperatura ambiente, con el campo aplicado en dirección paralela y perpendicular al eje de los NHs, en un magnetómetro de muestra vibrante Cryogenic en un rango de ± 2 T. Se analiza el efecto de la composición de la aleación sobre sus propiedades magnéticas. La Figura 1 muestra los dos arreglos de NHs obtenidos por electrodeposición, unos sintetizados a -0,8V de 2,9 μm de longitud y otros a -0,6V de 2,5μm de longitud, ambos de 55nm de diámetro. En la Figura 2 se grafican los difractogramas de rayos X de ambas muestras. Se identificó la presencia de una fase cristalina Co-Pt, correspondiente a la fase fcc desordenada. Los picos en 2θ ~ 40°, 46°, 68° y 82°, presentes en ambos difractogramas, corresponden a la aleación CoPt3,. Los NHs obtenidos a -0,8V poseen una composición rica en platino de ~75 at% Pt, mientras que los NHs obtenidos a -0,6V se ven enriquecidos en cobalto con ~ 48 at% Co.Los ciclos de histéresis de los arreglos de NHs (Figura 3) permitieron determinar que el eje de fácil magnetización se encuentra a lo largo del eje longitudinal de los hilos, indicando la presencia de una fuerte anisotropía de forma en ambas muestras. Se observa una disminución de la coercitividad en NHs ricos en Pt, y a su vez disminuye el efecto de forma en las propiedades magnéticas. Como conclusión de este trabajo, se observa que el potencial de electrodeposición influye en la morfología, composición y propiedades magnéticas de los NHs. Para el caso de menor potencial (-0,6 V) se obtienen NHs de mayor contenido de Co mientras que para el otro (-0,8 V), resulta una composición más rica en Pt. Por otro lado, el comportamiento magnético de los sistemas indica que ambos poseen un eje fácil de magnetización cuando el campo se aplica paralelo al eje de los NHs, a pesar de la diferencia de sus composiciones. Agradecimientos: M. A. agradece una beca doctoral inicial del FONCyT (PICT2020-Serie A-0984). Referencias [1] M. Cortés, E. Gómez, E. Vallés, J. Electroanal. Chem. 689 (2013) 69–75.[2] N. Yasui, A. Imada, T. Den, Appl. Phys. Lett. 83 (2003) 3347–3349.[3] Y. Dahmane, L. Cagnon, J. Voiron, S. Pairis, M. Bacia, L. Ortega, N. Benbrahim, A. Kadri, J. Phys. D 39 (2006) 4523–4528.