Electrodeposition and characterisation of thin magnetic Ni-Fe films on copper substrates

• Autorzy: Bełtowska-Lehman E. , Indyka P.

Warianty tytułu

PL

Elektroosadzanie i charakterystyka cienkich warstw magnetycznych Ni-Fe na podłożu z miedzi

• Konferencja: SOTAMA Symposium on Texture and Microstructure Analysis (2; 26-28.09.2007; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present work, conditions for the Ni-Fe alloy electrodeposition on polycrystalline copper substrates from weakly acid sulphate-citrate electrolytes have been developed. Total and partial polarization curves for the deposition of nickel and iron separately as well as for their codeposition under controlled hydrodynamic conditions were determined. It has been established that Ni-Fe deposition process is mainly controlled by the mass transfer of the Fe(II) species towards the electrode. The chemical composition of such electrochemically produced films varies with their thickness, which significantly affects their physical properties. The change in coercive force of films as a function of thickness has been investigated and discussed, taking into account the influence of the chemical composition gradient of Ni-Fe alloy.

PL

Praca przedstawia wyniki badań poświęconych procesowi elektroosadzania, na podłożu z polikrystalicznej miedzi, warstw stopów dwuskładnikowych Ni-Fe ze słabo kwaśnych kąpieli siarczanowo-cytrynianowych. Określono, dla stałych i kontrolowanych warunków hydrodynamicznych, całkowite oraz parcjalne krzywe polaryzacji katodowej dla procesu indywidualnego osadzania niklu i żelaza oraz dla ich wspótwydzielania. Ustalono, że proces elektroosadzania stopu Ni-Fe kontrolowany jest głównie ograniczeniem dyfuzyjnym reakcji elektroredukcji jonów Fe(II). Skład chemiczny uzyskanych warstw zmienia się z ich grubością, co znacznie wpłwa na ich właściwości fizyczne. Określono i przedyskutowano zmiany siły koercji warstw Ni-Fe w funkcji grubości, uwzględniając występujący w nich gradient składu.

Słowa kluczowe

EN

x ray and neutron diffraction; phase stresses; duplex stainless steel; self-consistent model; thermal ageing; electrodeposition; Ni-Fe films; citrate baths

PL

elektroosadzanie; stop Ni-Fe; kąpiel cytrynianowa

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 1
• Strony: 97--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Bełtowska-Lehman E.

autor

Indyka P.

• INSTITUTE OF METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE. POLISH ACADEMY OF SCIENCES, 30-059 KRAKOW, 25 REYMONTA STR . POLAND

Bibliografia

• [1] L. J. Gao, G. W. Anderson, P. R. Norton, Z-H. Lu, J. P. Mc Caffrey, M. J. Graham, Electrodeposition and characterization of magnetic Ni-Fe thin films on InP(100) surfaces, Journal of Applied Physics 78, 9, 5795-5799 (1995).
• [2] N. Myung, A study on the electrodeposition of Ni-Fe alloy thin films using chronocoulometry and electrochemical quartz crystal microgravimetry, Bull. Korean Chem. Soc. 22, 9, 994-998 (2001).
• [3] S. Leith, D. T. Schwartz, In situ fabrication of sacrificial layer in electrodeposited Ni-Fe micro-structures, J. Micromech. Microeng. 9, 97-104 (1999).
• [4] J. J. Kelly, N. Y. C. Yang, Experimental study of Ni-Fe and Co-Fe throughmask electrodeposition of high aspect ratio features, Microsystem Technologies 11, 4, 331-334 (2005).
• [5] A. Afshar, A.G. Dolati, M. Ghorbani, Electrochemical characterization of the Ni-Fe alloy electrodeposition from chloride-citrate-glycolic acid solutions, Materials Chemistry and Physics 77. 2, 352-358 (2003).
• [6] E. Beltowska-Lehman, A. Riesenkampf, An Investigation of the Electrodeposition Kinetics of Permalloy Thin Films Using a Rotating Disc Electrode, Surface Technology 11, 349-355 (1980).
• [7] F. Djuanda, U. Erb, G. Palumbo, Electrodeposition of nanocrystalline Ni-Fe alloys, Nanostructured Materials 5, 5, 513-523 (1995).
• [8] A. Brenner, Electrodeposition of Alloys, Academic Press, New York, London, 1963.
• [9] T. Akiyama, H. Fukushima, Recent Study on the Mechanism of the Electrodeposition of Iron-group Metal Alloys, The Iron and Steel Institute of Japan 32, 7, 787-798 (1992).
• [10] E. Beltowska-Lehman, P. Ozga, Effect of Complexes Formation on the Diffusion Coefficient of Cu(II) in Citrate Solution Containing Ni(II) and Mo(VI), Electrochimica Acta 43, 617-629 (1998).
• [11] A. Afshar, A.G. Dolati, M. Ghorbani, Electrochemical Characterization of Ni-F Alloy Electrodeposition from Chloride-Citrate-Glycolic Acid Solutions, Materials Chemistry and Physics 77, 352-358 (2002).
• [12] F. I. Danilov, V. S. Protsenko, A. V. Ubiikon, Kinetic Regularities Governing the Reaction of Electrodeposition of Iron from Solutions of Citrate Complexes of Iron(III), Russian Journal of Electrochemistry 41, 12, 1439-1446 (2005).
• [13] M. Pushpavanam, K. Balakrishnan, Zinc-nickel alloy deposition in the presence of citrate ions, Journal of Applied Electrochemistry 26, 1065-1069 (1996).
• [14] E. Beltowska-Lehman,A.Riesenkampf, Effect of the Electrode Supply Mode on the Chemical Composition Gradient of Permalloy Thin Films, Thin Solid Films 71, 129-132 (1980).