Отправить статью по E-mail 
Особенности морфологии и магнитных свойств массивов магнитных нанопроволок Ni в тонкопленочных матрицах оксида алюминия
- Авторы: Дрягина А.Е.1, Горьковенко А.Н.1, Кулеш Н.А.1, Кудюков Е.В.1, Виблая А.В.1, Юшков А.А.1, Верясова А.А.1, Пастухов В.И.1,2, Калашникова А.С.1, Васьковский В.О.1,3
-
Учреждения:
- Уральский федеральный университет
- АО "Институт реакторных материалов"
- Институт физики металлов УрО РАН
- Выпуск: Том 125, № 4 (2024)
- Страницы: 413-419
- Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
- URL: https://innoscience.ru/0015-3230/article/view/662850
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323024040057
- EDN: https://elibrary.ru/WRIFSK
- ID: 662850
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Исследованы особенности морфологии и магнитных свойств массивов нанопроволок Ni. В качестве шаблона для электролитического осаждения нанопроволок использованы матрицы оксида алюминия. Матрицы были получены анодированием пленок алюминия толщиной 2 мкм, сформированных на стеклянных подложках методом высокочастотного ионного напыления. Осаждение металла проведено в режимах постоянного и переменного тока. Исследование морфологии и микроструктуры полученных образцов показало, что массивы нанопроволок являются поликристаллическими и имеют разветвленную дендритную структуру, обусловленную морфологическими особенностями матриц оксида алюминия. Установлена связь между режимами электроосаждения и закономерностями перемагничивания массивов нанопроволок Ni. Проведено моделирование процесса перемагничивания массива таких структур.
Полный текст
Об авторах
А. Е. Дрягина
Уральский федеральный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
А. Н. Горьковенко
Уральский федеральный университет
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
Н. А. Кулеш
Уральский федеральный университет
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
Е. В. Кудюков
Уральский федеральный университет
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
А. В. Виблая
Уральский федеральный университет
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
А. А. Юшков
Уральский федеральный университет
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
А. А. Верясова
Уральский федеральный университет
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
В. И. Пастухов
Уральский федеральный университет; АО "Институт реакторных материалов"
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург; Заречный
А. С. Калашникова
Уральский федеральный университет
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург
В. О. Васьковский
Уральский федеральный университет; Институт физики металлов УрО РАН
Email: Anastasia.Driagina@urfu.me
Россия, Екатеринбург; Екатеринбург
Список литературы
- Sniadecki N.J., Lamb C.M., Liu Y., Chen C.S. and Reich D.H. Magnetic microposts for mechanical stimulation of biological cells: fabrication, characterization, and analysis // Rev. Sci. Instrum. 2008. V. 79. № 4.
- Mourachkine A., Yazyev O.V., Ducati C. and Ansermet J.P. Template nanowires for spintronics applications: nanomagnet microwave resonators functioning in zero applied magnetic field // Nano Lett. 2008. V. 8. № 11. P. 3683–3687.
- Nasirpouri F. Electrodeposition of nanostructured materials. Springer International Publishing, 2017. V. 62. P. XII 325.
- Moreno J.A., Bran C., Vazquez M. and Kosel J. Cylindrical magnetic nanowires applications // IEEE Trans. Magn. 2021. V. 57. № 4. P. 1–17.
- Fernández-Roldán J.A. Micromagnetism of cylindrical nanowires with compositional and geometric modulations. dis. – Universidad Autónoma de Madrid, 2019.
- Wang L., Li Y., Zhang Y., Gu H., Chen W. Rare earth compound nanowires: Synthesis, properties and applications // Rev. in Nanoscience and Nanotechnology. 2014. V. 3. № 1. P. 1–19.
- Muscas G., Jönsson P.E., Serrano I.G., Vallin Ö., and Kamalakar M.V. Ultralow magnetostrictive flexible ferromagnetic nanowires // Nanoscale. 2021. V. 13. P. 6043.
- Pateras A., Harder R., Manna S., Kiefer B., Sandberg R.L., Trugman S., Kim J.W. De La Venta J., Fullerton E.E., Shpyrko O.G., Fohtung E. Room temperature giant magnetostriction in single-crystal nickel nanowires // NPG Asia Mater. 2019. V. 11. № 1. P. 59.
- Alam J., Bran C., Chiriac H., Lupu N., Óvári T.A., Panina L.V., Rodionova V., Varga R., Vázquez M., Zhukov A. Cylindrical micro and nanowires: Fabrication, properties and applications // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 513. P. 167074.
- Hu S., Zeng S., Li X., Jiang J., Yang W., Chen Y., Li M., Zheng J. Flexible and high performance of n-type thermoelectric PVDF composite film induced by nickel nanowires // Mater. Des. 2020. V. 188. P. 108496.
- Pham D.C., Biziere N., Melilli G., Pajon R., Lacour D., Bouvot L., Tabellout M., Lairez D., Drouhin H., Clochard M., Wegrowe J.E. Strain-induced inverse magnetostriction measured on a single contacted Ni nanowire in a polymer matrix // Mater. Res. Express. 2014. V. 1. № 4. P. 045017.
- Kac M., Zarzycki A., Kac S., Kopec M., Perzanowski M., Dutkiewicz E.M., Suchanek K., Maximenko A., Marszalek M. Effect of the template-assisted electrodeposition parameters on the structure and magnetic properties of Co nanowire arrays // Mater. Sci. Eng. B. 2016. V. 211. P. 75–84.
- Vilanova Vidal E., Ivanov Y.P., Mohammed H. and Kosel J. A detailed study of magnetization reversal in individual Ni nanowires // Appl. Phys. Lett. 2015. V. 106. №. 3.
- Santos A., Vojkuvka L., Pallarés J., Ferré-Borrull J. and Marsal L.F. Cobalt and nickel nanopillars on aluminium substrates by direct current electrodeposition process // Nanoscale Res. Lett. 2009. V. 4. P. 1021–1028.
- Komogortsev S.V., Chekanova L.A., Denisova E.A., Bukaemskiy A.A., Iskhakov R.S. and Mel’nikova S.V. Macro-and nanoscale magnetic anisotropy of FeNi (P) micropillars in polycarbonate membrane // J. Supercond. Nov. Magn. 2019. V. 32. P. 911–916.
- Yang Y., Zeng H., Wang D., Wu Y., Chen J., Huang Y., Wang P., Feng W. Fractal Growth of Quasi Two-Dimensional Copper Dendrites by Template-free Electrodeposition // Langmuir. 2023. V. 39. № 8. P. 3045–3051.
- Bran C., Fernandez-Roldan J.A., Del Real R.P., Asenjo A., Chubykalo-Fesenko O., and Vazquez M. Magnetic configurations in modulated cylindrical nanowires // Nanomaterials. 2021. V. 11. № 3. P. 600.
- Zagorskiy D.L., Doludenko I.M., Kanevsky V.M., Gilimyanova A.R., Menushenkov V.P., and Savchenko E.S. The Obtaining, Microscopy, and Properties of FeCo and FeNi Alloy Nanowires // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2021. V. 85. P. 848–853.
- Revathy R., Varma M.R., and Surendran K.P. Effect of morphology and ageing on the magnetic properties of nickel nanowires // Mater. Res. Bull. 2019. V. 120. С. 110576.
- Meng G., Jung Y.J., Cao A., Vajtai R., Ajayan P.M. Controlled fabrication of hierarchically branched nanopores, nanotubes, and nanowires // PNAS 2005. V. 102. № 20. P. 7074–7078.
- Zhang F., Jiang Y., Liu X., Meng J., Zhang P., Liu H., Wang S. Hierarchical nanowire arrays as three-dimensional fractal nanobiointerfaces for highly efficient capture of cancer cells // Nano Lett. 2016. V. 16. № 1. P. 766–772.
- You L. Superconducting nanowire single-photon detectors for quantum information // Nanophotonics. 2020. V. 9. № 9. P. 2673–2692.
- Chen X., Chen B., Jiang B., Gao T., Shang G., Han S.T., Kuo C.-C., Roy V.A.L., Zhou Y. Nanowires for UV–vis–IR optoelectronic synaptic devices // Adv. Funct. Mater. 2023. V. 33. № 1. P. 2208807.
- Zhu R., Lilak S., Loeffler A., Lizier J., Stieg A., Gimzewski J., Kuncic Z. Online dynamical learning and sequence memory with neuromorphic nanowire networks //Nat. Commun. 2023. V. 14. № 1. P. 6697.
- Lee W., Park S.J. Porous anodic aluminum oxide: anodization and templated synthesis of functional nanostructures //Chemical Rev. 2014. V. 114. № 15. P. 7487–7556.
- Piraux L. Magnetic nanowires //Applied Sciences. 2020. V. 10. № 5. P. 1832.
- Huang X., Tan L., Cho H. and Stadler B.J. Magnetoresistance and spin transfer torque in electrodeposited Co/Cu multilayered nanowire arrays with small diameters // J. Appl. Phys. 2009. V. 105. № 7.
- Gao T., Meng G., Zhang J., Sun S., Zhang L. Template synthesis of Y-junction metal nanowires // Appl. Phys. A. 2002. V. 74. P. 403–406.
- Guo Q., Qin L., Zhao J., Hao Y., Yan Z., Mu F., Chen P. Structural analysis and angle-dependent magnetic properties of Y-branched Ni nanowires // Physica E Low Dimens. Syst. Nanostruct. 2012. V. 44. № 10. P. 1988–1991.
- Воробьева А.И., Уткина Е.А., Комар О.М. Однородное осаждение никеля в поры упорядоченного тонкого оксида алюминия // Микроэлектроника. 2013. V. 43. № 2. P. 105–115.
- Santos A., Vojkuvka L., Pallarés J., Ferré-Borrull J., Marsal L.F. Cobalt and nickel nanopillars on aluminium substrates by direct current electrodeposition process // Nanoscale Res. Lett. 2009. V. 4. № 9. P. 1021–1028.
- Beg M., Lang M., Fangohr H. Ubermag: toward more effective micromagnetic workflows // IEEE Trans. Magn. 2021. V. 58. № 2. P. 1–5.
- Sun L., Hao Y., Chien C.L., Searson P.C. Tuning the properties of magnetic nanowires // IBM J. Res. Dev. 2005. V. 49. № 1. P. 79–102.
Дополнительные файлы
