1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2021-26-3-4-246-254621.3.049.77:[539.23:621.359]Технологические процессы и маршрутыCoNiFe Triple System Films Formation by Electrochemical DepositionФормирование пленок тройной системы CoNiFe электрохимическим осаждениемТихонов Роберт Дмитриевич ТихоновРоберт Дмитриевич DmitrievichTikhonov RobertTikhonov Robert DmitrievichПоломошнов Сергей Александрович ПоломошновСергей Александрович AleksandrovichPolomoshnov SergeyPolomoshnov Sergey AleksandrovichАмеличев Владимир Викторович АмеличевВладимир Викторович ViktorovichAmelichev VladimirAmelichev Vladimir ViktorovichЧеремисинов Андрей Андреевич ЧеремисиновАндрей Андреевич AndreevichCheremisinov AndreyCheremisinov Andrey AndreevichКовалев Алексей Михайлович КовалевАлексей Михайлович MikhaylovichKovalev AlekseyKovalev Aleksey MikhaylovichНПК «Технологический центр», г. Москва, РоссияНПК «Технологический центр», г. Москва, Россия; Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, РоссияНациональный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия246254http://ivuz-e.ru/issues/3-4-_2021/formirovanie_plenok_troynoy_sistemy_conife_elektrokhimicheskim_osazhdeniem/http://ivuz-e.ru/download/34_2021_2710.pdf

High-permeability films of CoNiFe triple system form the basis for high-density magnetic data storage. Electrochemical deposition of CoNiFe films, as contrasted with «dry» processes, gives more homogeneous coating with lesser defect level and allows reinforcing the films thickness without stresses. This study investigates the nature of the phenomena taking place at electrochemical deposition of CoNiFe films and leading to the difference in the relative content of the elements in the electrolyte and in the film. The hydrogen exponent of chloride electrolytes was examined in the temperature range of 25-70 °C and electrochemical deposition of CoNiFe films at 70 °C was studied. It was demonstrated that CoCl, NiCl, FeCl salt solutions with concentration from 0,006 to 1 mole/l are characterized by complex process of ion balance formation in single and mixed solutions. The deposition of CoNiFe films was carried out from chloride electrolyte with a component content ratio of 1:1:1 at an average concentration of 0,083 mole/l of each component. It has been established that the content of the component in the film at electrochemical deposition of three-component solution CoCl, NiCl, FeCl with equal concentration of each component did not correspond to the composition of the electrolyte but was closest to the composition of the electrolyte at a decrease in the concentration of each component at high current density.

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.

пленки СоNiFeхлоридный электролитионный балансэлектрохимическое осаждениеработа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Функциональный контроль и диагностика микро- и наносистемной техники» на базе НПК «Технологический центр» (г. Москва). 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.2017.12.003Electroplated 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/10.1063/1.5007782Romankov 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.2015.08.269Li 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/10.1149/2.0931713jesYang Y. Preparation of Fe-Co-Ni ternary alloys with electrodeposition // Int. J. Electrochem. Sci. 2015. Vol. 10. Issue 6. P. 5164–5175.Коровин Н.В. О катодном процессе при электроосаждении сплава железо-никель // Журнал неорганической химии. 1957. Т. 2. № 9. С. 2259–2263.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.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.2004.08.033The 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.000000000247Preparation, 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/10.1149/2.053404jesTikhonov R. Congruent electrochemical deposition of NiFe alloy: The results of the research. Beau Bassin: Lambert Academic Publishing, 2019. 204 p.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/S0424857020070063Тихонов 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.22.123-135Lee 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/BF02693146Lee 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