Search

Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Ana Bilim Dalı, Bu çalışmada, FeNiCrCd ince filmler DC magnetron püskürtme tekniği ile esnek polimer asetat alt tabaka üzerine biriktirildi. İnce filmler farklı biriktirme oranlarında (0.02, 0.04, 0.06 ve 0.08 nm/s) ve alt tabakanın farklı dönüş hızlarında (0, 15, 30 ve 45 rpm) ayrı ayrı üretildiler. Biriktirme oranının ve alt tabaka dönüş hızının ince filmlerin yapısal ve manyetik özellikleri üzerinde etkileri incelendi. Biriktirme oranının arttırılması (0.02, 0.04, 0.06 ve 0.08 nm/s) ile ince filmlerin atomik içeriklerinde Fe %2.1 kadar azaldı ve Cd %4.6 kadar arttı. Ni ve Cr içerikleri de ~%2 kadar değişti. İnce filmlerin yapısal analizlerinde hcp ve bcc tespit edildi. Biriktirme oranının artışı ile bcc yapıdaki (110) ve (200) piklerinin şiddetleri azalırken hcp (101) pikinin şiddeti arttı. İnce filmlerin tanecik boyutları biriktirme oranının artıması ile birlikte 40.1 nm’den 23.4 nm’e kadar azalış gösterdi. Depozisyon oranının artması ve tanecik boyutunun azalması ile daha parlak filmler elde edildi. Film düzlemine paralel yapılan manyetik ölçümlere göre, depozisyon oranının artmasıyla ince filmlerin doyum Manyetizasyonları, Ms 1030 emu/cm3’den 217 emu/cm3’e kadar ve koersivite, Hc değerleri 11 Oe’den 2 Oe’e kadar azaldı. Elementel analizlere göre alt tabaka dönüş hızlarının arttırılmasıyla (0, 15, 30 ve 45 rpm) ince filmlerin atomik içeriklerinde Fe miktarı %26.8’den %22.9 değerine kadar azalırken Cd içeriği %50.0’den %57.5’ye kadar arttı. Ni ve Cr içeriklerinin de ~%2 kadar değiştikleri bulundu. İnce filmlerin kristal yapılarının bcc olduğu gözlendi ve dönüş hızının artışıyla (110) ve (200) piklerinin şiddetleri azaldı. Film yüzeyine paralel yapılan manyetik ölçümler ince filmlerin Ms değerlerinin alt tabaka dönüş hızının artması ile 780 emu/cm3’den 332 emu/cm3’e azaldığını ve Hc değerlerinin 6 Oe’den 10 Oe’e arttığını gösterdi. Tüm ince filmlerin manyetik kolay eksen yönelimlerinin şekil anizotropisinden dolayı film yüzeyine paralel olduğu ve ince filmlerin yumuşak manyetik malzeme özellikleri gösterdiği belirlendi., In this study, the FeNiCrCd thin films were deposited on a flexible polymer acetate substrate using a DC magnetron sputtering technique. Thin films were produced at different deposition rates (0.02, 0.04, 0.06 and 0.08 nm/s) and the different rotation speeds of the substrate (0, 15, 30 and 45 rpm), respectively. The effects of deposition rate and substrate rotation speed on the structural and magnetic properties of thin films were investigated. It was found that Fe content decreased by 2.1% and Cd Content increased by 4.6% with increasing deposition rate (0.02, 0.04, 0.06 ve 0.08 nm/s). Ni and Cr contents were also changed by ~2%. A combination of hcp and bcc were observed in crystal structural analysis. The intensity of the bcc (110) and (200) peaks decreased while the intensity of hcp (101) peak increased with the increase of deposition rate. Also, the brighter films were obtained when the grain size decreased and the deposition rate increased. To the magnetic measurements parallel to the film plane, the saturation magnetization, Ms decreased from 1030 emu/cm3 to 217 emu/cm3 and coercivity, Hc decreased from 11 Oe to 2 Oe with increasing deposition rate. According to compositional analysis, Fe atomic contents decreased from 26.8% to 22.9% while Cd atomic content increased from 50.0% to 57.5% with the increase of rotation speed (0, 15, 30 ve 45 rpm). Ni and Cr atomic contents in the thin films changed almost by ~2%. The crystal structure of all thin films was observed to be bcc and the intensity of (110) and (200) peaks decreased with the increase of rotation speed. And, the grain size of thin films increased from 25 nm to 51 nm as the substrate rotation speed increased. The surface roughness of the thin films decreased when the substrate rotation speed increased. Magnetic analysis performed parallel to the film plane displayed that the MS values decreased from 780 emu/cm3 to 322 emu/cm3 by the substrate rotation speed increased and the HC values increased from 6 Oe to 10 Oe. For all thin films, it is also seen that the magnetic easy axes were in the film plane due to the shape anisotropy and all thin films show the characteristics of soft magnetic material., Bu tez çalışması Balıkesir Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından 2018/107 nolu proje ile desteklenmiştir.

Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Ana Bilim Dalı, Bu çalışmada, iki DC magnetronlu bir püskürtme sistemi kullanılarak FeCr alaşım ince filmleri üretildi. Önemli üretim parametreleri olan, depozisyon hızı ile alt tabakanın dönme hızlarının farklı değerleri dikkate alınarak, filmlerin yapısal ve manyetik özellikleri üzerindeki etkileri araştırıldı. Filmler oda sıcaklığında ticari asetat alt tabaka üzerine üretildi ve sırasıyla elementel, kristal yapı, yüzey ve manyetik analizleri yapıldı. Elementel analiz sonuçlarına göre, depozisyon hızı ve alt tabakanın dönme hızı arttıkça film bileşimindeki Fe içeriğinin de arttığı tespit edilmiştir. Kristal yapı analizi sonucunda ise, depozisyon hızı ve alt tabakanın dönme hızı değiştirilmesine rağmen filmlerin bcc kristal fazını sürdürdüğü ancak, kristal yapıya ait düzlemler arası uzaklık ve tane büyüklüğü gibi özelliklerin bu değişimden etkilendiği tespit edilmiştir. Bunların yanı sıra, farklı depozisyon hızı ve alt tabakanın farklı dönme hızının filmlerin yüzey morfolojilerinde dikkate değer değişimlere neden olduğu bulunmuştur. Depozisyon hızının ve alt tabakanın dönme hızının artması, filmlerin doyum manyetizasyonu, koersivite alanı ve kalıcı manyetizasyon değerlerinde bir artışa sebebiyet verdiği tespit edilmiştir. Filmlerin manyetik özelliklerinde meydana gelen bu değişikliklerin, yapısal özelliklerdeki değişimlere bağlı olduğu ifade edilebilir., In this study, FeCr alloy thin films were produced by using a sputtering system with two DC magnetrons. The effect of different deposition rates and rotation speeds of the substrate, which are very important production parameters, on the structural and magnetic properties of the films was investigated. The films were produced on a commercial acetate substrate at room temperature and the elemental, crystalline structure, surface and magnetic analysis were done, respectively. According to results of the elemental analysis, the increase in the deposition rate and rotation speed of the substrate resulted in an increase in the Fe content of the films. According to crystalline structure analysis, it was detected that although the deposition rate and rotation speed of the substrate were changed, the films maintained the bcc crystal phase. However, the interplanar spacing and the grain size were affected by the changing deposition parameters. In addition, it was found that different deposition rates and rotation speeds of the substrate caused the considerable changes on the surface morphologies of the films. The increase of the deposition rate and rotation speed of the substrate leads to an increase in the saturation magnetisation, coersvity field and remanans magnetisation values of the films. It can be stated that the changes in the magnetic properties depend on the changes in the structural properties of the films., Bu tez çalışması Balıkesir Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından 2016/149 nolu proje ile desteklenmiştir.

Bu doktora tezinde, titreşimli örnek manyetometre (VSM) ve ferromanyetik rezonans (FMR) teknikleri nano ölçekli tek (Co90Fe10, Ni81Fe19), çift (Co90Fe10/Ni81Fe19, Ni81Fe19/Co90Fe10) ve çok katmanlı (Cu/Co)60/Fe) yapılarının manyetik özelliklerini incelemek amacıyla kullanıldı. Tek ve çift katmanlı bu filmlerin dış dc manyetik alan ve kalınlığa bağlı olarak ölçülen manyetik histerezis eğrileri sıcaklığın fonksiyonu olarak elde edildi. Tek ve çift katmanlı filmler için spin-valf, özel değişim (training), değiş-tokuş ve Barkhausen etkilerinin kaynağı değişen sıcaklık, kalınlık ve alttaşlığa göre farklı düzende analiz edildi. Çok katmanlı filmin FMR sinyalleri paralel ve dik her iki geometri için kaydedildi. X-bant (~9.5 GHz) FMR sinyalleri ve bunların rezonans alanları, Bloch–Bloembergen tipi sönüm terimi varlığında manyetik alınganlığın sanal kısmı ve dispersiyon bağıntısı kullanılarak analiz edildi. Çok katmanlı film için manyetik parametrelerin sıcaklıkla değişimi ve FMR sinyallerinin rezonans alanlarının frekans değişimi ortalama bir teorik model ile deneysel verilerden elde edildi., In this PhD thesis, vibrating sample magnetometer (VSM) and ferromagnetic resonance (FMR) techniques were used to investigate the magnetic properties of nanoscale monolayers (Co90Fe10, Ni81Fe19), bilayers (Co90Fe10/Ni81Fe19, Ni81Fe19/Co90Fe10) and multilayer (Cu/Co)60/Fe) structures. The magnetic hysteresis loops of the monolayers and bilayers were measured as a function of external dc magnetic field and the thickness dependence of these films were plotted as a function of temperature. The origin of the spin valve, training, exchange-bias and Barkhausen effects for monolayers and bilayers were analyzed at various temperatures, thicknesses and different orientations according to the substrate. The FMR spectra of multilayer were recorded for both parallel and perpendicular geometry. The X-band (~9.5 GHz) FMR spectra and their resonance fields were analyzed by using the imaginary part of the magnetic susceptibility and dispersion relation with the Bloch–Bloembergen type damping term. The temperature evolution of magnetic parameters and frequency evolution of the FMR resonance field for multilayer were obtained from experimental data by means of a theoretical model.