Rendimiento de magnetización uniaxial de matrices de nanocables de Fe texturizado electrodepositado mediante una técnica de deposición de potencial pulsado

Resumen

Se electrodepositaron matrices de nanocables ferromagnéticos de Fe texturizados utilizando una técnica de deposición de potencial pulsado rectangular en nanocanales de óxido de aluminio anodizado. Durante la electrodeposición de matrices de nanocables de Fe a un potencial catódico de -1,2 V, la tasa de crecimiento de los nanocables fue de aprox. 200 nm s ⁻¹ . La relación de aspecto de los nanocables de Fe con un diámetro de 30 ± 5 nm alcanzó ca. 2000. El eje largo de los nanocables de Fe se correspondía con la dirección <200> cuando se aplicó un gran sobrepotencial durante el pulso a tiempo, mientras que se orientaba hacia la dirección <110> bajo la condición potenciostática con un pequeño sobrepotencial. Al cambiar el potencial del cátodo a tiempo hasta - 1.8 V, el coeficiente de textura para el plano (200), TC ₂₀₀ , alcanzó hasta 1,94. Se observó un rendimiento de magnetización perpendicular en matrices de nanocables de Fe. Con TC en aumento ₂₀₀ , la cuadratura de las matrices de nanocables de Fe aumentó hasta 0,95 con la coercitividad mantenida en 1,4 kOe a temperatura ambiente. El resultado de esta investigación ha abierto una nueva posibilidad de matrices de nanocables de Fe que se pueden aplicar para un nuevo material magnético permanente sin metales de tierras raras.

Antecedentes

Las matrices de nanocables con una gran superficie muestran propiedades físicas novedosas y se consideran para aplicaciones en numerosos campos industriales, como la fabricación de dispositivos electrónicos y magnéticos. Los procesos de preparación incluyen métodos sin plantillas [1, 2, 3] y métodos basados en plantillas [4, 5, 6, 7]. El método basado en plantillas que utiliza estructuras de nanocanales como láminas grabadas con huellas de iones o membranas de óxido de aluminio [8] es una técnica prometedora para lograr escalas precisas de longitud y diámetro. En este método, la forma unidimensional se adapta directamente a la dimensión de los poros de la membrana utilizando técnicas de electrodeposición. Debido a las posibilidades de lograr altas porosidades y relaciones de aspecto de poros a bajo costo, el óxido de aluminio anódico (AAO) presenta muchas ventajas en comparación con otros materiales de membrana.

Algunos investigadores han informado que los nanocables de Ni, Co y Fe pueden electrodepositarse en el nanocanal de membranas de metales [9, 10]. Hu y col. informaron que las matrices de nanocables de Fe pueden electrodepositarse aplicando la técnica de electrodeposición de corriente continua utilizando un baño de cloruro ácido [11]. En su informe, se examinaron los efectos del diámetro y la orientación del cristal de los nanocables de Fe sobre las propiedades magnéticas a baja temperatura. Revelaron que la fuerza coercitiva aumentó hasta ca. 2 kOe a 5 K cuando se reduce el diámetro de los nanocables de Fe hasta aprox. 30 ± 5 nm. También encontraron que la cuadratura magnética de los nanocables de Fe con orientación (200) era mayor que la de los nanocables con orientación (110). Irfan y col. informó de los efectos del post-recocido sobre las propiedades magnéticas de los nanocables de Fe con una relación de aspecto de aprox. 80-100, que se electrodepositan potenciostáticamente a - 1,1 V frente a SCE [12]. Cornejo y col. También informaron que los nanocables de Fe se pueden preparar mediante electrodeposición de CA a un voltaje de celda de 15 V. Revelaron que la longitud de los nanocables de Fe es de aproximadamente 3-5 μm y la relación de aspecto es de aprox. 100 [13]. La fuerza magnética de una película magnética permanente aumenta con el aumento de la densidad de flujo magnético de la superficie. La magnitud de la densidad de flujo magnético de la superficie depende del grosor de una película magnética, mientras que la fuerza coercitiva magnética de una película magnética permanente aumenta con la disminución del diámetro de los granos de cristal magnético. Por lo tanto, para una aplicación de imán permanente, se requiere una alta relación de aspecto de nanocables de Fe en la línea de producción industrial. Sin embargo, en los trabajos anteriores, la relación de aspecto de los nanocables de Fe no llegó a 1000. Recientemente, hemos informado que los nanocables de Co con una relación de aspecto de más de 2000 pueden electrodepositarse mediante una técnica de electrodeposición potenciostática utilizando nanocanales AAO con una gran relación de aspecto. [8]. En nuestro estudio anterior, para obtener los nanocables de Co con una relación de aspecto grande, la temperatura de la solución electrolítica se mantuvo a más de 80 ° C y el sobrepotencial catódico se mantuvo por debajo de 0,2 V para mejorar el crecimiento de los nanocables de Co y evitar la formación de hidróxido. en los pequeños nanocanales AAO. Sin embargo, en el caso de la electrodeposición de Fe, una solución a alta temperatura acelerará la formación de hidróxido en los nanocanales de AAO e inhibirá el crecimiento de nanocables de Fe. La electrodeposición potenciostática en un pequeño rango de sobrepotencial catódico a temperatura ambiente provocará un pequeño crecimiento de Fe, mientras que la técnica de deposición de potencial pulsado, que permite lograr un gran sobrepotencial catódico, provocará un gran crecimiento de nanocables de Fe con una gran relación de aspecto. Por lo tanto, en este estudio, fabricamos matrices de nanocables de Fe con una relación de aspecto de hasta 2000 y examinamos el efecto del sobrepotencial de deposición, que se puede controlar mediante técnicas de deposición de potencial pulsado y potenciostático, sobre la orientación del cristal y el rendimiento magnético de las películas de nanocompuestos. con nanocables Fe.

Experimental

Las membranas AAO se fabricaron mediante anodización de una varilla de aluminio puro (99,99%) con un diámetro de 10 mm. En primer lugar, se pulió mecánica y posteriormente electroquímicamente una sección transversal de una varilla de aluminio en una solución de etanol que contenía ácido perclórico al 20% mientras se aplicaba una densidad de corriente anódica de 3,0 A cm ⁻² durante 120 s. A continuación, la anodización se realizó en 0,3 mol L ⁻¹ ácido oxálico a 12 ° C durante 22 h en un proceso de un solo paso aplicando un voltaje de celda constante de 30 V. Durante la anodización, la solución electrolítica se agitó mediante un agitador magnético a una velocidad de agitación de 250 rpm. La membrana se obtuvo sumergiendo la varilla en una mezcla de etanol / ácido perclórico y aplicando un voltaje de 40 V durante 3 s [14]. Finalmente, como se muestra en la Fig. 1a, se preparó una plantilla de nanocanal de AAO separándola de una varilla de aluminio. Antes de la electrodeposición, se depositó por pulverización catódica una fina capa de oro (aproximadamente 200 nm de espesor) en un lado de la membrana en un dispositivo de pulverización iónica, JFC-1600 (JEOL, Tokio, Japón), aplicando una corriente de 10 mA durante 900 s. A continuación, se preparó el electrodo uniendo el lado dorado de la lámina AAO a una placa de cobre con pasta de plata. La deposición de hierro se realizó en 0,05 mol L ⁻¹ solución de sulfato de hierro heptahidratado (pH 2) a una temperatura de 30 ° C. Un alambre de oro fino sirvió como contraelectrodo y Ag / AgCl como electrodo de referencia. Cuando se iba a utilizar la deposición potenciostática, se aplicó un potencial de cátodo de -1,2 V referido a Ag / AgCl. Por el contrario, la deposición de potencial de pulsos rectangulares se llevó a cabo a - 1,5 V (o - 1,8 V) durante el pulso a tiempo ( t _en =0,1 s) y a - 1,0 V durante el pulso de tiempo de inactividad ( t _desactivado =1,0 s).

Proceso de fabricación de una matriz de nanocables metálicos independientes. un Plantilla de nanocanal de óxido de aluminio anodizado, b película metálica depositada por pulverización catódica, c nanocables metálicos electrodepositados, y d Matriz de nanocables metálicos independiente

Después de la electrodeposición, las membranas de AAO se disolvieron sumergiendo las muestras en 5 mol L ⁻¹ Solución acuosa de NaOH para la obtención de nanocables de Fe. En la solución alcalina, no se observó alternancia de morfología u orientación cristalina de nanocables de Fe. La estructura y la orientación cristalográfica de las matrices de nanocables de Fe se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido de emisión de campo (JEOL-JSM-7500FA, voltaje de aceleración 5 kV) y microscopía electrónica de transmisión (JEOL-JEM-ARM200F, voltaje de aceleración 200 kV), así como por X- difracción de rayos (XRD:Rigaku-SmartLab, Cu K _α fuente). Las propiedades magnéticas de las matrices de nanocables de Fe se investigaron utilizando un magnetómetro de muestreo vibratorio (VSM) a temperatura ambiente. Los bucles de histéresis se obtuvieron en el campo magnético que se aplicó a lo largo de las direcciones perpendicular y en el plano con los campos magnéticos externos hasta 10 kOe. La dirección perpendicular corresponde al eje largo de los nanocables de Fe, que es perpendicular al plano de una película de membrana, mientras que la dirección en el plano corresponde al eje corto de los nanocables de Fe, que está en el plano con una película de membrana.

Resultados y discusiones

Electrodeposición de matrices de nanocables de Fe

La Figura 2a muestra una curva de polarización catódica escaneada linealmente desde - 0.2 V a - 1.0 V a una velocidad de 30 mV s ⁻¹ ya una temperatura de la solución de 30 ° C. La densidad de corriente se calculó utilizando el área de toda la membrana (aproximadamente 0,28 cm ² ), que estuvo en contacto con la solución electrolítica. Densidades de corriente pequeñas constantes de aproximadamente 4,5 × 10 ⁻⁴ Un cm ⁻² se midieron de - 0,2 a - 0,5 V, mientras que se observó un fuerte aumento a - 0,55 V. Potencial de equilibrio de Fe / Fe ²⁺ en la condición experimental se puede estimar en ca. - 0,68 V frente a Ag / AgCl según la ecuación de Nernst ( E ^eq = E ⁰ + RT / nF × en M ^{n +} / Mn ⁰ , donde E ⁰ =- 0,64 V frente a Ag / AgCl, R =8,3 J K ⁻¹ mol ⁻¹ , T =303 K, n =2, F =96,485 C mol ⁻¹ y M ^{n +} / Mn ⁰ =0,05). Por lo tanto, el aumento de la pendiente observado en la Fig. 2a se atribuye principalmente al desprendimiento de hidrógeno, que generalmente tiene lugar como una reacción competitiva con las deposiciones de metales en una solución acuosa [15, 16]. Es posible que el poro no esté completamente lleno de gas hidrógeno, lo que permite la penetración de iones Fe en el poro. Por lo tanto, el gas hidrógeno atrapado temporalmente será empujado hacia el exterior de los poros por el crecimiento de depósitos de metal. Como se muestra en la Fig. 2a, en la región de aproximadamente - 0,70 V, la pendiente de la curva i-V aumentó ligeramente, lo que implica el inicio de la deposición de Fe. La Figura 2b muestra un gráfico de Tafel, que se obtuvo trazando logarítmicamente la corriente de la Figura 2a en el rango de potencial de - 0.5 a - 2.0 V. Como se muestra en la Figura 2b, la pendiente de la curva disminuyó al aumentar el sobrepotencial catódico. En el rango de potencial inferior a -1,4 V, la pendiente alcanzó una constante. Este fenómeno fue causado por el mecanismo de migración electroforética de los cationes metálicos en el poro. Es bien sabido que el potencial de deposición óptimo para el crecimiento de nanocables puede determinarse mediante una curva de polarización catódica obtenida en un régimen de potencial de cátodo amplio [17]. Normalmente, el potencial de deposición óptimo debería seleccionarse en una región de potencial que sea más noble que la controlada por la migración electroforética. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos de la Fig. 2, se determinó que el potencial cátodo óptimo para el crecimiento de nanocables de Fe dentro de los poros de las membranas de AAO era de -1,2 V para la deposición potenciostática. Por el contrario, en la deposición de potencial de pulso rectangular, el potencial del cátodo durante el pulso de tiempo de activación se ajustó a - 1,5 o - 1,8 V para lograr un gran sobrepotencial durante un corto tiempo, mientras que el potencial de cátodo durante el pulso de tiempo de inactividad se fijó en - 1,2 V para evitar la disolución del Fe depositado.

un Curva de polarización catódica de 0.05 mol L ⁻¹ FeSO ₄ electrolito a 30 ° C y b Gráfico de Tafel de la curva de polarización. La velocidad de escaneo se fijó en 30 mV / s

La Figura 3 muestra un ejemplo de deposición potenciostática de nanocables de Fe a -1,2 V. En la etapa inicial, la disminución de la densidad de corriente se debió a la disminución de la concentración de cationes como Fe ²⁺ y H ⁺ en los poros. Posteriormente, la densidad de corriente mostró un valor casi estable debido al suministro estable de cationes desde la mayor parte de la solución a los poros [18]. En general, el final del crecimiento de los nanocables se refleja en un rápido aumento de la densidad de corriente debido al crecimiento de una capa en la parte superior de la membrana. Esto se acompaña simultáneamente de un aumento continuo en el área de los electrodos [19]. En nuestros experimentos, utilizamos un espesor de membrana de aprox. 60 ± 5 μm que es lo mismo que las longitudes de los nanocables de Fe. Con un tiempo de llenado (diferencia de tiempo entre el inicio y el aumento repentino de la densidad de corriente según la Fig. 3) de 300 s, se estimó que la tasa de crecimiento era aprox. 200 nm s ⁻¹ .

Dependencia del tiempo de la densidad de corriente durante el crecimiento de nanocables de Fe a - 1,2 V. El comienzo del proceso de deposición también se muestra en el recuadro

La Figura 4 muestra ejemplos representativos de patrones de potencial aplicados (lado izquierdo) y la respuesta de densidad de corriente observada (lado derecho) durante un período de 4 s. En el caso de la deposición potenciostática (Fig. 4a), se observó una disminución inicial de la densidad de corriente y la corriente alcanzó un valor constante de menos de 2,5 × 10 ⁻² Un cm ⁻² en el régimen de crecimiento controlado por migración electroforética lineal durante el llenado homogéneo de los canales de los poros. Por el contrario, en el caso de deposición de potencial de pulso rectangular, se observó una ligera diferencia en las respuestas de densidad de corriente para el pulso a tiempo cuando el potencial se fijó en - 1,5 V (Fig. 4b) o - 1,8 V (Fig. 4c). ) durante 0,1 s. Según la Fig. 4b, c, las respuestas de densidad de corriente durante el pulso de tiempo de activación revelaron casi el mismo valor. Sin embargo, durante el pulso de tiempo de inactividad, se observó un patrón claramente diferente. La Figura 4b muestra que la corriente anódica se observó durante el pulso de tiempo de inactividad y la corriente catódica alcanzó un valor constante de aproximadamente - 6.2 × 10 ⁻³ Un cm ⁻² . En contraste, de acuerdo con la Fig. 4c, una densidad de corriente constante de - 1.8 × 10 ⁻² Un cm ⁻² se observó durante el pulso de tiempo de inactividad. Para ambas muestras, el crecimiento de nanocables se promovió principalmente durante el pulso a tiempo, lo que condujo a un comportamiento de cristalización diferente en comparación con la deposición potenciostática. En particular, el tiempo del pulso y la amplitud son características cruciales para los comportamientos de cristalización. Por lo tanto, estos parámetros de pulso influirán fuertemente en las propiedades físicas de los nanocables de Fe electrodepositados. En general, los procesos de cristalización ocurren en competencia de dos rutas en las que tiene lugar el ensamblaje de cristales viejos o la formación de otros nuevos. Estos procesos están influenciados principalmente por las tasas de difusión de la superficie, es decir, el movimiento de los átomos de anuncios a los pasos de crecimiento [20]. En este estudio, las matrices de nanocables de Fe se preparan a altas densidades de corriente durante el pulso a tiempo utilizando la técnica de deposición de potencial pulsado. Por el contrario, a -1,0 V durante el pulso de tiempo de inactividad, Fe ²⁺ La concentración de iones en la superficie se recuperará mediante una disminución en la tasa de reducción de Fe ²⁺ iones. Cuando el potencial cambia a - 1,5 / - 1,8 V en t _en , Fe recuperado ²⁺ La concentración proporciona suficiente corriente catódica (deposición) como se ve en la Fig. 4 [17].

Dependencia del tiempo de los potenciales aplicados (lado izquierdo) con la densidad de corriente observada (lado derecho) durante la deposición de nanocables de Fe. un Deposición potenciostática a - 1,2 V, b deposición de potencial pulsado con el potencial a tiempo de - 1,5 V, y c deposición de potencial pulsado con el potencial de tiempo de - 1.8 V

Estructura y orientación cristalográfica de matrices de nanocables de Fe

La Figura 5 muestra una imagen de sección transversal SEM de nanocables de Fe en matriz separados de una membrana AAO. Las estructuras unidimensionales estaban densamente empaquetadas y cada nanoalambre estaba en una dirección paralela. La Figura 6 muestra las imágenes de campo brillante TEM de nanocables de Fe separados de una membrana AAO. Estas muestras se prepararon mediante deposición potenciostática a - 1,2 V (Fig. 6a), deposición de potencial pulsado con el potencial de tiempo de - 1,5 V (Fig. 6b) y deposición de potencial pulsado con el potencial de tiempo de - 1,8 V (Figura 6c). El diámetro de los nanocables de Fe también se estimó en ca. 30 ± 5 nm por una imagen TEM en la Fig. 6. Bajo la condición de anodización descrita anteriormente (30 V, 12 ° C y 22 h), la membrana también exhibió un diámetro de poro promedio de aprox. 30 ± 5 nm [8]. Considerando un espesor de membrana de aprox. 60 ± 5 μm, se logró una relación de aspecto ultra alta de 2000 en nuestro experimento. Las imágenes TEM de las muestras, que fueron preparadas por deposición de potencial pulsado (Fig. 6b, c), revelaron que existían algunos defectos cristalinos en la estructura. Estos defectos cristalinos pueden ser causados por la tensión de tracción interna, que se origina por el gran potencial excesivo de deposición de Fe durante el pulso de tiempo.

Imagen de sección transversal SEM de nanocables de Fe en matriz separados de una membrana AAO

Imágenes de TEM de campo claro de nanocables de Fe separados de una membrana AAO. un Deposición potenciostática a - 1,2 V, b deposición de potencial pulsado con el potencial a tiempo de - 1,5 V, y c deposición de potencial pulsado con el potencial de tiempo de - 1.8 V

La Figura 7a muestra patrones de difracción de rayos X de matrices de nanocables bcc Fe. Los resultados confirman que la orientación cristalográfica es muy sensible a la variación de los parámetros de deposición. Entre los planos cristalinos de bcc, (110) está en su mayoría compactado por átomos y la energía superficial es mínima. Por tanto, en la electrodeposición con sobrepotencial pequeño, la orientación (110) se producirá preferentemente [21]. La deposición potenciostática condujo a una aparición claramente mejorada del pico (110). En comparación, la técnica de deposición pulsada, que puede realizar un potencial de cátodo inferior a -1,8 V, dio como resultado una orientación preferida (200). El pico (200) aumentó al aumentar el potencial de deposición durante el pulso a tiempo. El pico (110) casi desapareció para las matrices de nanocables de Fe preparadas con el potencial de pulso a tiempo de - 1.8 V.La Figura 7a también reveló un cambio del pico (110) y un hombro del pico (200) para los nanocables de Fe depositados por deposición pulsada con respecto a los que crecen por deposición potenciostática. El desplazamiento del pico y el hombro pueden haber sido causados por la tensión de tracción interna que da como resultado la aparición de defectos cristalinos en la estructura como se muestra en la Fig. 6b, c. Por lo tanto, el cambio de pico y el hombro se originaron a partir del gran sobrepotencial de deposición de Fe durante el pulso a tiempo.

Orientación cristalina y morfología de matrices de nanocables de Fe. un Patrones de difracción de rayos X. b Coeficientes de textura calculados de dependencia potencial a tiempo a partir de patrones de difracción de rayos X

El coeficiente de textura (TC) se calcula utilizando la fórmula de Harris [22].

$$ \ mathrm {TC} \ left (h, k, l \ right) =\ frac {I \ left ({h} _i {k} _i {l} _i \ right) / {I} _0 \ left ({ h} _i {k} _i {l} _i \ right)} {1 / N \ times {\ sum} _ {j =1} ^ N \ left (I \ left ({h} _j {k} _j {l } _j \ derecha) / {I} _0 \ izquierda ({h} _j {k} _j {l} _j \ derecha) \ derecha)} $$ (1)

La ecuación (1) describe el análisis de las intensidades de pico relativas dependientes de I (h _i k _i l _i ) , es decir, las intensidades observadas desde h _i k _i l _i planos de celosía de la muestra, y I ₀ (h _i k _i l _i ) denota las intensidades de un polvo de Fe estándar. N es el número de planos de difracción considerados para la determinación de TC. La Figura 7b muestra la relación entre los TC calculados para los planos (200) y (110) y el potencial de electrodeposición del nanocable de Fe. La deposición potenciostática condujo a una orientación preferida (110) con TC ₁₁₀ de 1,52. En este caso, el eje largo del nanoalambre era <110>. Por el contrario, la deposición pulsada con el potencial de pulso a tiempo de -1,5 V dio como resultado TC de casi 1 para los planos (110) y (200) que denotan cristales orientados aleatoriamente en el depósito. Además, los nanocables de Fe preparados con el potencial de pulso a tiempo de - 1.8 V mostraron claramente una orientación (200) con TC ₂₀₀ de 1.9.

Magnetización perpendicular de matrices de nanocables de Fe

La Figura 8 muestra las curvas de magnetización de las matrices de nanocables de Fe. No se realizó ninguna corrección de las contribuciones paramagnéticas o diamagnéticas para los bucles de histéresis mostrados. Según la Fig. 8a, todas las estructuras mostraron una anisotropía magnética pronunciada, que se reflejó en diferentes formas de onda de potencial para diferentes direcciones de medición (dirección perpendicular:línea sólida y dirección en el plano:línea de puntos). Las muestras preparadas por deposición potenciostática así como por deposición pulsada con el potencial de pulso a tiempo de -1,5 V tenían casi la misma coercitividad perpendicular de 1,3 kOe. Se midió una coercitividad ligeramente mayor de 1,4 kOe para las matrices de nanocables de Fe fabricadas por el potencial de pulso a tiempo de - 1,8 V.Sin embargo, en particular, la cuadratura (definida como la relación entre el remanente y la magnetización saturada) aumentó gradualmente con el aumento de TC. ₂₀₀ . La curva de histéresis cambió claramente de una forma de onda achatada a una cuadrada. De manera similar, como se muestra en la Fig. 8b, se logró un aumento en la cuadratura de 0.65 a 0.95.

Propiedades magnéticas de las matrices de nanocables de Fe. un Bucles de histéresis magnética con el campo magnético en dirección perpendicular (línea continua) y en el plano (línea punteada). b Relación entre cuadratura y TC ₂₀₀ y TC ₁₁₀

Es bien sabido que la orientación cristalina puede modificarse mediante condiciones de deposición, como la elección de la deposición potenciostática y de potencial pulsado [23]. En particular, la deposición pulsada es una técnica poderosa para mejorar el crecimiento uniforme evitando la formación de cristalitos grandes y orientados al azar [23]. Además, debe tenerse en cuenta el bajo valor de pH del electrolito. Como se discutió anteriormente, la fabricación de nanocables de Fe está precedida por la reducción simultánea de iones de hidronio, lo que da como resultado cambios locales de pH dentro de los poros de la membrana AAO [24]. Además, el hidrógeno se puede absorber fácilmente en el depósito, lo que influye significativamente en su cristalinidad [25]. En este caso, la tasa de deposición de Fe metálico podría reducirse considerablemente. Es bien sabido que el eje duro para la magnetización de bcc Fe está en la dirección <110>, lo que da como resultado una reducción de la cuadratura en la magnetización. Este comportamiento de magnetización uniaxial de las matrices de nanocables de Fe se confirmó en este estudio. Yang y col. informó que los nanocables de Fe, que se fabricaron mediante electrodeposición potenciostática a un voltaje de celda constante de 1,5 V, tenían una orientación aleatoria sin textura [11]. Irfan y col. también informó que los nanocables de Fe, que se electrodepositaron potenciostáticamente a -1,1 V frente a SCE, exhibieron una orientación sin textura y la fuerza coercitiva de ca. 0,5 kOe [12]. Cornejo y col. también informó que los nanocables de Fe, que se prepararon mediante electrodeposición de CA a un voltaje de celda de 15 V, tenían una orientación aleatoria sin textura y una cuadratura de ca. 0,5 [13]. En el estudio actual, los nanocables de Fe con una relación de aspecto de 2000, que se electrodepositaron utilizando una técnica de deposición de potencial pulsado rectangular para controlar la orientación del cristal, tenían una textura fuerte con orientación (200). Los nanocables de Fe texturados exhibieron la fuerza coercitiva de ca. 1,4 kOe y la cuadratura de aprox. 0,95. Por lo tanto, demostramos que la técnica de deposición de potencial de pulsos rectangulares puede controlar la orientación del cristal y la relación de aspecto de los nanocables de Fe, lo que genera excelentes propiedades magnéticas.

Conclusión

El grado de sobrepotencial durante la deposición potenciostática y de potencial pulsado afectó significativamente la orientación del cristal y el rendimiento de magnetización de las matrices de nanocables de Fe de alta relación de aspecto. De acuerdo con la determinación de los coeficientes de textura, la deposición potenciostática a un potencial catódico de - 1.2 V condujo a una orientación preferida (110), mientras que las técnicas pulsadas dieron como resultado cristalitos orientados aleatoriamente o una orientación (200) aplicando potenciales de - 1,5 y - 1,8 V, respectivamente. Los bucles de histéresis magnética en direcciones perpendiculares y en el plano a la superficie de la membrana mostraron una fuerte anisotropía magnética debido a las altas relaciones de aspecto (aproximadamente 2000) de todas las matrices de nanocables de Fe consideradas. Por tanto, la orientación cristalina y la anisotropía de la forma son los factores más importantes que controlan las propiedades magnéticas. La coercitividad obtenida en el campo magnético para la dirección del eje largo de las matrices de nanocables de Fe con una orientación preferida (110) fue de 1,3 kOe. Este valor aumentó ligeramente a 1,4 kOe para los nanocables con orientación fuerte (200). Por el contrario, la cuadratura obtenida de las matrices de nanocables de Fe con una orientación preferida (200) aumentó significativamente hasta 0,95 desde 0,65 con un aumento en TC ₂₀₀ . Este estudio ilustra la viabilidad de mejorar las propiedades magnéticas de las matrices de nanocables de Fe controlando el grado de sobrepotencial durante la electrodeposición.

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