Eisen-Gallium-Legierungen sind aufgrund ihrer hohen Magnetostriktion und ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften sehr interessant für Anwendungen sowohl in Form von Sensoren als auch Aktoren. Die fortschreitende Miniaturisierung erfordert die Herstellung von Bauteilen in eindimensionaler Struktur und komplexen Geometrien. Beide Herausforderungen sind mit templatbasierter elektrochemischer Abscheidung zugänglich.
Es konnte gezeigt werden, dass dünne Fe-Ga-Schichten schon aus einfachen wässrigen Elektrolyten abgeschieden werden können. Gallium kann nur in Anwesenheit von Fe induziert reduziert werden. Gleichzeitig konnte nachgewiesen werden, dass durch die Hydrolyseneigung der Ga-Ionen immer Hydroxide gebildet und in das Deposit eingebunden werden. Durch die Einführung einer alternierenden potentiostatischen Abscheidung mit einem Reduktions- und einem Relaxationsschritt können dennoch dichte und homogene Fe80Ga20-Schichten mit wenigen Defekten und einem vernachlässigbar kleinen Sauerstoffgehalt hergestellt werden.
Die Übertragung der so gefundenen Abscheideparameter zur templatbasierten Nanodrahtherstellung ist nur bis zu einem Porendurchmesser von 100nm möglich. Wird der Durchmesser der Porenkanäle weiter verringert, führt aufgrund eingeschränkter Diffusionsvorgänge die Abscheidung zu segmentierten und sauerstoffreichen Depositen. Die Modifizierung des Elektrolyten durch Komplexierung der Metallionen verhindert die Bildung und Einbindung der Hydroxide. Damit können auch für Porendurchmesser kleiner 100nm Drähte in AAO-Template abgeschieden werden. Diese sind dicht, defektfrei und weisen keinen Zusammensetzungsgradienten entlang der Wachstumsrichtung auf. Detaillierte TEM-Untersuchungen konnten zeigen, dass die Herstellung durch ein einfacheres potentiostatisches Abscheideregime zu weniger verspannten und dennoch homogenen und defektfreien Drähten führt. Für die Herstellung von magnetisch aktiven Drähten sollte daher die potentiostatische der gepulsten Abscheidung vorgezogen werden.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:28898 |
| Date | 19 August 2015 |
| Creators | Pohl, Diana |
| Contributors | Schultz, Ludwig, Nielsch, Kornelius, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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