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Previous issue date: 2009-08-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this thesis, the results regarding the investigation about the cobalt electrodeposition in templates of porous anodic alumina are presented. The doctorade is divided in four main sections. The _rst one has consisted in exploring many experimental set up to the preparation of porous anodic alumina using galvanostatic mode. The main results are related to the high ordering achieved using the galvanostatic mode and the sistem versatility concerning preparation of new architectures in porous anodic alumina such as the two overlapped porous layers presented in this thesis. The second part is about the computational study of the metalic electrodeposition in porous templates. In this step a bidimensional model to the metal electrodeposition in porous sistem was developed and simulated. The model considers one potenciostatic pulse. Potential distribution inside the template is calculated using the Laplace equation. Difusion equation takes into account the transport of electroactive species. Simulations show clearly the interaction between the concentration gradient inside the pore and potential distribution in the oxide inner. This dynamic allows to understand the top deposition and is consistent with the catch up e_ect. Based on insights from early step, the cobalt electrodeposits in porous anodic alumina were prepared by galvanostatic and potentiostatic pulsed electrodeposition. Finaly, the fourth part of the work deal with the magnetic characterization of the cobalt electrodeposits. The electrodeposits prepared by galvanostatic pulsed electrodeposition presented the exchange bias behaviour. The exchange bias is result of the presence of antiferromagnetic cobalt oxide, which lead to the formation of ferromagnetic (Co)/antiferromagnetic (CoO) interfaces responsible by the increase in the coercive _eld when the sample is cooled at presence of high magnetic _eld (Field Cooling procedure - FC). In addition, it was observed a anomalous temperature dependence of coercive _eld. Regarding the electrodeposits prepared by potentiostatic pulsed electrodeposition, they showed similar temperature dependence of coercive _eld. The coercive _eld (HC1) increase as the temperature is reduced from 300 K, achieving a maximum around 100 K, and from this point, the coercive _eld decrease signi_cantly. According to the reversible magnetic susceptibility behaviour, this result is related to the magnetoelastic contribution to the sistem anisotropy. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/6147 |
| Date | 27 August 2009 |
| Creators | Oliveira, Cristiane Pontes de |
| Contributors | Souza, Ernesto Chaves Pereira de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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