Científicos de la Escuela Superior de Economía de la Universidad Nacional de Investigación y colaboradores han sintetizado nanocables multicapa para estudiar sus propiedades de magnetorresistencia. La mejora de este efecto permitirá a los científicos aumentar la precisión de los indicadores de varios instrumentos de medición, como brújulas y monitores de radiación. Los resultados del estudio se han publicado en un artículo titulado "Estructura de nanocables de Cu / Ni obtenidos por síntesis de matriz".
Una de las características únicas de las nanoestructuras artificiales es el gran efecto de magnetorresistencia en capas delgadas de metal. Este efecto se explota en varios dispositivos electrónicos.
Los científicos sintetizaron nanocables de cobre y níquel multicapa para estudiar sus características. que dependen de la composición y geometría de las capas. "Esperamos que la transición a nanocables multicapa aumente considerablemente este efecto de magnetorresistencia. Hoy, estamos eligiendo el método de síntesis de nanocables para obtener este efecto, ", dijo la coautora Ilia Doludenko del Instituto de Electrónica y Matemáticas de Moscú (MIEM HSE).
Para determinar la correlación entre los parámetros de síntesis y la estructura cristalina, los estudiosos sintetizaron nanocables de diferentes longitudes. La longitud del nanoalambre se determinó mediante el número de ciclos de deposición; en cada ciclo se depositaron una capa de níquel y una capa de cobre. El tamaño de los nanocables se determinó mediante un microscopio electrónico de barrido (SEM). Se encontró que el número de pares de capas en los nanocables era 10, 20, o 50, según el número de ciclos de electrodeposición.
Cuando se comparó la longitud del nanoalambre con el número de capas, resultó que la relación entre la longitud del nanoalambre y el número de capas no era lineal. Las longitudes medias de los nanocables compuestos por 10, 20 y 50 pares de capas fueron, respectivamente, 1,54 micras, 2,6 μm, y 4,75 µm. Todos los nanocables sintetizados tenían una estructura de grano con cristalitos de diferentes tamaños, de 5-20 nm a 100 nm. Grande, Los reflejos brillantes se debieron principalmente a los metales (Ni y Cu), mientras que los anillos difusos y los pequeños reflejos generalmente están relacionados con la presencia de óxidos de cobre.
Un análisis elemental confirmó la presencia de capas alternas de Ni y Cu en todos los nanocables del estudio. Sin embargo, la disposición mutua de capas puede diferir. Las capas de Ni y Cu en el mismo nanoalambre pueden estar orientadas perpendicularmente a su eje o estar en un ángulo particular. Las unidades individuales del mismo nanoalambre pueden tener diferentes espesores. El grosor de las unidades individuales en los nanocables está en el rango de 50 a 400 nm.
Según los autores del estudio, esta heterogeneidad depende de los parámetros del poro y disminuye más cerca de la boca del poro. Esto conduce a un aumento de la corriente, mejora de la tasa de deposición, y, como resultado, un aumento en el espesor de la capa depositada. Otra posible razón es la diferencia en las movilidades de difusión de iones de diferentes metales. Esto explica la relación no lineal entre la longitud del nanoalambre y el número de capas mencionadas anteriormente. El estudio de la composición de unidades particulares demostró que las unidades de cobre consisten principalmente en cobre, mientras que el níquel está casi completamente ausente. Unidades de níquel, por otra parte, siempre contienen una cierta cantidad de cobre. Esta cantidad a veces puede llegar al 20%.
La relevancia de estos hallazgos se relaciona con la posible creación de detectores de movimiento más precisos y económicos, velocidad, posición, parámetros actuales y otros. Estos instrumentos podrían utilizarse en la industria del automóvil, o para producir o mejorar dispositivos médicos y monitores de radiación y brújulas electrónicas.
