Eletrodeposição de nanoestruturas de cobalto em alumina anódica porosa e sua caracterização magnética / Electrodeposition of cobalt nanostructures in porous anodic alumina and their magnetic characterization

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Esta tese de doutorado apresenta os resultados da investigação do processo de eletrodeposi ção de cobalto em alumina anódica porosa. O trabalho de doutorado está dividido em quatro partes principais. Primeiramente foram explorados os mais diversos arranjos experimentais para a preparação de templates de alumina anódica porosa utilizando o modo galvanostático. Nesta etapa do trabalho, destaca-se o elevado grau de ordenamento atingido utilizando o modo galvanostático de anodização e a versatilidade do sistema no que refere-se às possibilidades de preparação de novas arquiteturas em alumina anódica porosa como as sub-redes porosas apresentadas na tese. A segunda parte do trabalho de tese refere-se à investigação computacional do processo de eletrodeposição metálica em templates porosas. Nesta etapa foi desenvolvido e simulado um modelo bidimensional para a eletrodeposição de metais em sistemas porosos. O modelo considera um único pulso potenciostático. A distribuição de potencial no interior do _lme de óxido é calculada utilizando a equação de Laplace. O transporte de espécies eletroativas no interior do poro é calculado através da equação de difusão. As simulações mostram a interação entre o gradiente de concentração no interior dos poros e a distribuição das linhas de campo no interior do óxido. Esta dinâmica permite entender a top deposition e é consistente com o efeito catch up. A terceira parte do trabalho foi realizada com base nos insights resultantes da investigação computacional. Nesta fase foram preparados os eletrodep ósitos de cobalto em alumina anódica porosa. Os eletrodepósitos foram preparados por eletrodeposição pulsada no modo galvanostático e potenciostático. A caracterização magnética dos eletrodepósitos de cobalto constitui a quarta parte principal da tese. A caracterização magnética dos eletrodepósitos de cobalto preparados por eletrodeposição pulsada em modo galvanostático revelaram o comportamento de exchange bias. Este comportamento é atribuído à presença do óxido de cobalto antiferromagnético, que leva à formação de interfaces ferromagnética (Co)/antiferromagnética (CoO) cujo acoplamento resulta no aumento do campo coercivo (HC1) nos ciclos de histerese obtidos após o resfriamento da amostra na presença de alto campo (Field Cooling - FC). Além do fenômeno de exchange bias foi observado um comportamento anômalo do campo coercivo com a temperatura. O campo coercivo aumenta com a diminuição da temperatura a partir de 300 K, atingindo um máximo em torno de 100 K a partir desta temperatura o campo coercivo reduz signi_cativamente. Tal dependência foi encontrada tanto para os eletrodep ósitos preparados por eletrodeposição pulsada galvanostática, quanto para aqueles preparados por eletrodeposição pulsada potenciostática. Entretanto, os últimos não apresentaram o comportamento magnético de exchange bias. A anomalia do campo coercivo versus a temperatura, baseado na análise da suscetibilidade magnética reversível, se deve à contribuição magnetoelástica à anisotropia total do sistema.

ASSUNTO(S)

anodização quimica simulação computacional eletrodeposição eletroquímica nanofios magnetismo

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