Магнитомягкие тонкие пленки тройной системы CoNiFe являются основой для хранения магнитных данных с высокой плотностью. Электрохимическое осаждение пленок тройной системы CoNiFe по сравнению с «сухими» процессами дает более однородное покрытие с меньшим количеством дефектов и позволяет увеличить толщину пленок без механических напряжений. В работе изучена природа явлений, происходящих в электролите для электрохимического осаждения пленок CoNiFe и приводящих к различию относительного содержания элементов в электролите и пленке. Экспериментально исследован водородный показатель хлоридных электролитов в диапазоне температур 25-70 °С. Проведено электрохимическое осаждение пленок СоNiFe при температуре 70 °С. Показано, что растворы солей CoCl, NiCl, FeCl при концентрации от 0,006 до 1 моль/л характеризуются сложным процессом образования ионного баланса в одиночных и смешанных растворах. Осаждение пленок CoNiFe проведено из хлоридного электролита c отношением содержания компонентов 1:1:1 при средней концентрации 0,083 моль/л каждого компонента. Установлено, что содержание компонентов в пленке при электрохимическом осаждении из трехкомпонентного раствора солей CoCl, NiCl, FeCl с равной концентрацией каждого компонента не соответствует составу электролита, но приближается к нему при уменьшении концентрации каждого компонента при большой плотности тока.
-
Ключевые слова:
пленки СоNiFe, хлоридный электролит, ионный баланс, электрохимическое осаждение
-
Информация о финансировании:
работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Функциональный контроль и диагностика микро- и наносистемной техники» на базе НПК «Технологический центр» (г. Москва).
-
Опубликовано в разделе:
Технологические процессы и маршруты
-
Для цитирования:
Формирование пленок тройной системы CoNiFe электрохимическим осаждением / Р.Д. Тихонов, С.А. Поломошнов, В.В. Амеличев и др. // Изв. вузов. Электроника. 2021. Т. 26. № 3-4. С. 246–254. DOI: https://doi.org/ 10.24151/1561-5405-2021-26-3-4-246-254
1. Tabakovic I., Venkatasamy V. Preparation of metastable CoFeNi alloys with ultra-high magnetic saturation (Bs = 2.4–2.59 T) by reverse pulse electrodeposition // J. of Magn. and Magn. Mat. 2018. Vol. 452. P. 306–314. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.12.003
2. Electroplated Fe-Co-Ni films prepared in ammonium-chloride-based plating baths / T. Yanai, K. Koda, J. Kaji et al. // AIP Advances. 2018. Vol. 8. Iss. 5. P. 056127. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5007782
3. Romankov S., Park Y.C., Shchetinin I.V. Mechanical intermixing of elements and self-organization of (FeNi) and (CoFeNi) nanostructured composite layers on a Ti sheet under ball collisions // J. of Alloys and Comp. 2015. Vol. 653. P. 175–186. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.08.269
4. Li D., Podlaha E. Template-assisted electrodeposition of Fe-Ni-Co nanowires: Effects of electrolyte pH and sodium lauryl sulfate // J. Electrochem. Soc. 2017. Vol. 164 (13). P. D843–D851. DOI: https://doi.org/10.1149/2.0931713jes
5. Yang Y. Preparation of Fe-Co-Ni ternary alloys with electrodeposition // Int. J. Electrochem. Sci. 2015. Vol. 10. Issue 6. P. 5164–5175.
6. Коровин Н.В. О катодном процессе при электроосаждении сплава железо-никель // Журнал неорганической химии. 1957. Т. 2. № 9. С. 2259–2263.
7. Mechanism of anomalous type electrodeposition of Fe-Ni alloys from sulfate solutions / H. Nakano, M. Matsuno, S. Oue et al. // Mater. Trans. 2004. Vol. 45. No. 11. P. 3130–3135.
8. Microstructure and tribological properties of electrodeposited Ni–Co alloy deposits / L. Wang, Y. Gao, Q. Xue et al. // Appl. Surf. Sci. 2005. Vol. 242 (3-4). P. 326–332. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.08.033
9. The influence of saccharin on the electrodeposition and properties of Co–Ni alloy thin films / S. Tebbakh, Y. Messaoudi, A. Azizi et al. // Transactions of the IMF – The International Journal of Surface Engineering and Coatings. 2015. Vol. 93 (4). P. 196–204. DOI: https://doi.org/10.1179/0020296715Z.000000000247
10. Preparation, structure and giant magnetoresistance of electrodeposited Fe-Co/Cu multilayers / В.G. Tóth, L. Péter, L. Pogány et al. // J. Electrochem. Soc. 2014. Vol. 161 (4). P. D154–D162. DOI: https://doi.org/10.1149/2.053404jes
11. Tikhonov R. Congruent electrochemical deposition of NiFe alloy: The results of the research. Beau Bassin: Lambert Academic Publishing, 2019. 204 p.
12. Тихонов Р.Д. Электрохимическое осаждение сплава NiFe при температуре 70 ºС // Электрохимия. 2020. Т. 56. № 7. С. 666–669. DOI: https://doi.org/10.31857/S0424857020070063
13. Тихонов Р.Д., Черемисинов А.А., Горелов Д.В., Казаков Ю.В. Магнитные свойства пленок Co-Ni-Fe, полученных электрохимическим осаждением по методу Тихонова // Нано- и микросистемная техника. 2020. Т. 22. № 3. С. 123–135. DOI: https://doi.org/10.17587/nmst.22.123-135
14. Lee M.-S. Use of the bromley equation for the analysis of ionic equilibria in mixed ferric and ferrous chloride solutions at 25 °C // Metallurgical and Materials Transactions B. 2006. Vol. 37 (2). P. 173–179. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02693146
15. Lee M.-S., Oh Y.-J. Chemical equilibria in a mixed solution of nickel and cobalt chloride // Mater. Trans. 2005. Vol. 46 (1). P. 59–63. DOI: https://doi.org/10.2320/matertrans.46.59