Ppy-co ve ppy-coni malzemelerin elektrodepozisyonla üretilmesi ve manyetik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada PPy-Co ve PPy-CoNi filmlerin, Ti alt tabaka üzerine polipirolün(PPy) elektropolimerizasyonu yanında Co ve Ni' in elektrodepozisyonuyla üretilmesi ve karakteristik özellikleri araştırıldı. Bu özellikler PPy elektropolimerizasyon akım yoğunluğu, elektrodepozisyon potansiyeli ve çözeltinin Co ve Ni derişimlerine bağlı olarak incelendi. Numunelerin üretimi için 1,0-15,0 mA/cm² arasında değişen PPy akım yoğunluğuna bağlı numunelerin morfolojik yapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile yapıldı. Filmlerin bazı bölgelerinde küresel tanecikler bazı bölgelerde ise düz yüzeyler gözlendi. Akım yoğunluğu arttıkça taneler arası uzaklığın arttığı, tanelerin şeklinin büyüdüğü ve tane yoğunluğunun azaldığı gözlendi. Diğer taraftan Co depozisyon potansiyeline (0,8-1,8 V) bağlı olarak üretilen filmlerde potansiyel arttıkça tanelerin belirgin olan küresel şekilleri bozuldu ve heterojen bir yapıya dönüştü. Çözeltinin Co derişimi (0,0-0,5 M) arasında değiştirildi ve böylece filmin Co içeriği de değişti. Filmin artan Co içeriği ile birlikte tanecik yoğunluğunun azaldığı, boyutunun büyüdüğü, aralarındaki mesafenin arttığı ve taneciklerin daha düzgün küresel şekiller aldığı gözlendi. Ayrıca çözeltideki Ni konsantrasyonu da (0,0-1,0 M) arasında değiştirildi ve buna bağlı olarak filmin Ni içeriğinin artmasının morfolojik yapıyı etkilediği gözlendi. Filmlerin elementsel analizleri Enerji Ayırmalı X-ışını (EDX) Spektrometresi ile yapıldı. Üretilen filmlerin içeriğine göre Co, C, N, Au, Pd, Ni ve Ti (alttabaka) elementlerinin hepsinin pikleri elde edildi. Hazırlanan numunelerin Manyetik özellikleri Titreşimli Örnek Magnetometresi (Vibrating Sample Magnetometer-VSM) ile incelendi. PPy akım yoğunluğu arttıkça mıknatıslanmada 150-200 emu/g arasında değişmektedir. Co depozisyon potansiyeli arttıkça mıknatıslanmada artmıştır. İncelenen bütün filmler anizotropik histerisis eğrileri gözlendi ve kolay eksen film düzlemine paralel olmaktadır. Diğer taraftan çözeltinin Ni derişimine bağlı olarak Ni-Co filmlerde, Ni içeriği arttıkça, Co içeriğindeki artışın tersi sonuç verdi.

The production and characterization of PPy-Co and PPy-CoNi films prepared by electrodeposition of Co and Ni, and electropolymerization of (PPy) on Ti substrate have been studied. The properties of the films were investigated depending on the PPy electropolymerization current density, the electrodeposition potential and the concentrations of Co and Ni in solutions. The morphological structure was examined by Scanning Electron Microscope (SEM) depending on the PPy current density ranging from 1,0-15,0 mA / cm2. The films have the spherical particles in some regions while the flat surfaces appear in other regions. It was observed that the distance between the particles increase as the current density increases. In addition, the particle size gets larger and larger, and the particle density decreases as well. The films produced depending on the Co deposition potential (0,8-1,8 V), as the deposition potential increases, the spherical shapes deformed and transformed into a heterogeneous structure. The Co concentration in the solution was varied between (0,0-0,5 M) and hence the Co content of the films varied. It was observed that the particle density decreases, the size grow, the spacing between them increased with increasing Co content of the films. Furthermore, the concentration of Ni in the solution was also changed between (0,0-1,0 M) and it was observed that the increase in the Ni content of Ni in the film significantly affected the morphological structure. Elemental analyzes of the films were performed with Energy Separated X-ray (EDX) Spectrometer. All elements, including Ti (substrate) depending on the content of all PPy-Co and PPy-CoNi films were observed in the film spectra. The magnetic properties of the samples were examined with a Vibrating Sample Magnetometer (VSM). As the PPy current density increases, the film magnetisation changes from 150 to 200 emu / g. The Co deposition potential increases and hence the Co content of the film increases, as a results of this, the film magnetisation increases. The hysteresis curves are anisotropic for all examined films.