Electrodeposition of Nickel Particles and their Characterization

Gerardo T. Martínez,^{1 *} Genaro Zavala,² and Marcelo Videa³

¹ Laboratorio de Microscopía. Centro de Investigación en Química Aplicada. Blvd. Enrique Reyna # 140, Saltillo 25253, Coahuila, México. ^*Responsible author: gtadeo@ciqa.mx

² Departamento de Física. Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Monterrey, Avenida Garza Sada 2501 Sur, Monterrey, N.L., 64849, México. (+52) 81 83 58 2000 ext 4631. genaro.zavala@itesm.mx

³ Departamento de Química. Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Monterrey, Av. Garza Sada 2501 Sur, Monterrey, N.L., 64849, México. (+52) 81 83 58 2000 ext 4513. mvidea@itesm.mx.

Abstract

Electrodeposition of nickel particles on ITO substrates is achieved by current pulse reduction. A comparison between potential pulse and current pulse experiments presents differences in particle size and particle size distribution. The latter shows smaller particle size dispersion than what is found with potential pulses. Characterization of the particles carried out by Atomic Force Microscopy shows particles with average sizes between 100 to 300 nm. Magnetic characterization by Magnetic Force Microscopy and SQUID shows that particles of ~300 nm were ferromagnetic with a coercive field of 200 Oe and a saturation magnetization of 40 × 10^–6 emu at 300 K.

Key words: Electrodeposition, magnetic nanoparticles, Atomic Force Microscopy, Magnetic Force Microscopy.

Resumen

Se realizó la electrodeposición de partículas de níquel sobre substratos de ITO mediante la aplicación de pulsos de corriente. La comparación entre el método de pulsos de potencial y pulsos de corriente muestra diferencias en el tamaño de partícula y su distribución. El método de pulsos de corriente conduce a una menor dispersión en el tamaño de partícula que el observado con pulsos de potencial. La caracterización de las partículas se llevó a cabo por Microscopía de Fuerza Atómica mostrando partículas con un tamaños promedio entre 100 y 300 nm. Mediante Microscopía de Fuerza Magnética y SQUID se determinó que partículas de ~300 nm son ferromagnéticas, con un campo coercitivo de 200 Oe y una magnetización de saturación de 40 × 10^–6 emu a 300 K.

Palabras clave: Electrodeposión, partículas magnéticas, Microscopía de Fuerza Atómica, Microscopía de Fuerza Magnética.

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Acknowledgements

We thank the CAT–007 and CAT–120 Research Programs by the Tecnológico de Monterrey and CONACyT for the financial support of this research. Special thanks to Alex de Lozanne and Changbae Hyun at the Physics Department of the University of Texas at Austin for their discussions and equipment support in the SQUID measurements.

References

1. Budevski, E.; Staikov, G.; Lorenz, W. J. Electrochim. Acta. 2000, 45, 2559–2574.         [ Links ]

2. Sandmann, G.; Dietz, H.; Plieth, W. J. Electroanal. Chem. 2000, 491, 78–86.         [ Links ]

3. Ueda, M.; Dietz, H.; Anders, A.; Kneppe, H.; Meixner, A.; Plieth, W. Electrochim. Acta 2002, 48, 377–386.         [ Links ]

4. Sharifker, B.; Hills, G. Electrochim. Acta 1983, 28, 879–889.         [ Links ]

5. Sharifker, B.; Mostany, J. J. Electroanal. Chem. 1984, 177, 13–23.         [ Links ]

6. Sluyters–Rehbach, M.; Wijenberg, J. H. O. J.; Bosco, E.; Sluyters, J. H. Electroanal. Chem. 1987, 236, 1–20.         [ Links ]

7. Heerman, L.; Tarallo, A. J. Electroanal. Chem. 1999, 470, 70–76.         [ Links ]

8. http://www.nacs.uci.edu/dcslib/matlab/matlab–v60/help/toolbox/images/gettings.html , accessed August 2006.         [ Links ]

9. Penner, R. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8672–8678.         [ Links ]

10. Rugar, D.; Mamin, H. J.; Guethner, P.; Lambert, S, E.; Stern, J. E.; McFayden, I.; Yogi, T. J. Appl. Phys. 1990, 68, 1169–1183.         [ Links ]