電沉積銅鎳納米多層膜及其性能研究.pdf

1、采用電沉積方法制備子層厚度為納米量級的Cu—Ni金屬多層膜，對Cu—Ni納米金屬多層膜的機(jī)理進(jìn)行了研究，并且對多層膜的硬度、耐蝕性及巨磁阻效應(yīng)進(jìn)行了研究。 本論文采用單槽法制備了Cu/Ni納米多層膜，通過循環(huán)伏安法及交流阻抗曲線等手段研究了電沉積過程機(jī)理，初步確定了銅鎳的還原步驟。多層膜斷面掃描電鏡測試結(jié)果表明鍍層為清晰地層狀結(jié)構(gòu)。腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在酸性介質(zhì)中Cu/Ni多層膜的耐蝕性并沒有明顯的改善，而在50g/1Kcl溶液中

2、多層膜的耐蝕性明顯優(yōu)于純銅和純鎳鍍層。催化析氫試驗(yàn)結(jié)果表明，多層膜的催化析氫性能優(yōu)于純銅和純鎳鍍層。 通過四探針法測試了多層膜電阻率隨磁場變化，Cu/Ni多層膜的電阻隨磁場強(qiáng)度的增大而減小，且在低場下變化較明顯。在5000Gs以上時(shí)，電阻值隨磁場變化減小程度變小，說明磁場強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，磁阻趨于飽和狀態(tài)，便產(chǎn)生GMR效應(yīng)。控制沉積時(shí)間，制備一系列子層厚度為Cu（20nm）/Ni（40nm）、不同周期數(shù)的多層膜，測其GMR性能。

3、結(jié)果表明，當(dāng)周期數(shù)n=300時(shí)，GMR高達(dá)34．4％。對Cu/Ni多層膜的磁性能研究表明，Cu/Ni多層膜具有較高的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、較小的矯頑力和矩形比。 通過對不同調(diào)制波長納米多層膜的硬度的測定及分析，發(fā)現(xiàn)納米多層膜的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于純Cu、純Ni層的硬度：Cu—Ni金屬多層膜出現(xiàn)超硬現(xiàn)象，即對于Cu/Ni多層膜在入=50nm處于臨界波長時(shí)硬度值達(dá)到最大，納米多層膜正是由于尺寸達(dá)到納米量級以后，界面效應(yīng)顯著激增，阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，