聚多巴胺辅助无电沉积强粘性NiFe薄膜用于灵活的Spintronics
Akhil K Ramesh1, Xingyu Chen2, Ian P Seetoh1
1Temasek Laboratories, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Drive, Singapore 637553, Singapore.
ACS applied materials & interfaces
|February 13, 2025
概括
我们开发了一种可扩展的无电沉积方法,用于柔性基板上的耐用铁 (NiFe) 磁性薄膜. 这种技术增强了机器人和可穿戴设备中的自旋电子设备的附着性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 物理 物理学 物理
背景情况:
- 持久的磁性薄膜对于灵活的自旋电子设备至关重要.
- 现有的沉积方法往往缺乏可扩展性或适用于灵活应用的成本效益.
研究的目的:
- 在柔性基板上引入可扩展的无电沉积技术,用于铁磁NiFe薄膜.
- 研究沉积膜的粘附机制和磁性特性.
- 评估这些薄膜是否适合用于自旋电子应用.
主要方法:
- 在聚胺 (PI) 和聚乙烯四甲酸 (PET) 基板上使用聚多巴胺 (PDA) 介层无电沉积NiFe薄膜.
- 使用ASTM 3359和ASTM D4541标准进行薄膜粘附的表征.
- 使用X射线光电子光谱 (XPS) 和传输电子显微镜 (TEM) 分析结合机制.
- 通过和铁磁共振 (FMR) 对磁性 (和磁化,强制性,阻尼常数) 的研究.
主要成果:
- 在柔性PI和PET基板上实现了高度粘合的NiFe薄膜,PI显示出优异的粘合力 (ASTM 5B,>5.82 MPa的脱落强度).
- 确定了基底,PDA和NiFe之间的初级结合 (共价,坐标共价,金属) 是高粘合的原因.
- 化改善了NiFe的结晶性,增加了和磁化到1350emu/cm3,并降低了强制性到20 Oe.
- 在300°C的火使吉尔伯特阻尼常数提高了~31%.
- 曲应变增加了22%的正方形比,但降低了18%的和磁化.
结论:
- 开发的无电沉积技术是一种具有成本效益和可扩展的方法,用于在柔性聚合物上生产高质量的粘合性NiFe磁性薄膜.
- 这些电影显示了灵活的自旋电子设备在可穿戴技术和软机器人技术中的巨大潜力.
- 进一步优化,特别是降低表面粗度,可以提高薄膜的性能,用于更广泛的应用.
