Изучение методом электронного парамагнитного резонанса особенностей структуры чёрных плёнок, полученных химическим окислением покрытий Ni-P

Abstract

Исследована структура ультрачерных пленок, полученных в результате химической обработки электроосажденных покрытий Ni–P. Черную пленку снимали с поверхности покрытия с помощью ультразвуковой обработки в этиловом спирте. При данном способе съема черный порошок не содержит исходного покрытия Ni–P, обладающего ферромагнетизмом. В спектрах электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) черного порошка, записанных при 298 и 77 К, наблюдается широкий сигнал резонанса, отличный от сигнала от исходного покрытия Ni–P, величина g = 2,30−2,35 характерна для спектра ионов Ni2+ в октаэдрическом поле. Для снижения обменного взаимодействия ферромагнитного типа исследовались образцы, магниторазбавленные в немагнитной матрице Al2O3. В спектре образца с низкой концентрацией черного продукта на фоне интенсивного широкого сигнала наблюдаются узкие сигналы малой интенсивности: синглет с g = 2,055 в случае записи спектра при 298 К и триплет с gср=2,003 при 77 К. Единичный сигнал обусловлен наличием ионов Ni2+, но вызван двухквантовым переходом |−1> ↔ |+1>. Спектр триплетной формы можно рассматривать как сигнал парамагнитных центров с одним неспаренным электроном (S = 1/2) и ядром со спином I = 1 (14N). В соответствии с большой величиной расщепления A N сверхтонкого взаимодействия наблюдаемый спектр может быть отнесен к конденсированным радикалам •NO2. Та-ким образом, параметры спектра ЭПР указывают на октаэдрическую координацию Ni2+ в черной пленке, характерную для NiOx и фосфатов никеля. Разделение сигналов ЭПР Ni2+ в NiOx и в фосфатах никеля невозможно по причине сходства симметрии кристаллических полей и магнитных свойств. Наличие азотсодержащих радикалов •NO2 указывает на модифицирующее воздействие ионов NO / NO – на формирование микроструктуры черной пленки. Радикалы повышают стабильность аморфной структуры NiOx и защищают ультрадисперсные частицы от агрегации. Ключевые слова: ЭПР; ультрачерные поверхности; NiO; радикалы •NO2. = The investigation of the structure of ultrablack films produced by chemical treatment of electrodeposited Ni–P coatings has been provided. To study the structure of black layer the black film was pilled out from surface of coating by ultrasonic treatment in a small amount of alcohol. This way of black powder producing guarantees the absence of original ferromagnetic Ni–P coating in the sample. There is a broad resonance peak on EPR spectra of black sample obtained at 298 К and 77 K which is differ from peak of original Ni–P coating. The value of g = 2,30−2,35 is agree with spectra of Ni2+ ions in octahedral arrangement. To reduce ferromagnetic exchange interaction black powder was diluted in nonmagnetic matrix of Al2O3. There are two sharp weak peaks against the background of broad strong resonance peak at the spectra of sample with low black powder content. These peaks are singlet with g = 2,055 when spectrum was recorded at 298 K and triplet when spectrum was recorded at 77 K. The singlet is due to two quantum transition |−1> ↔ |+1> for Ni2+ ions. The triplet is a signal from paramagnetic species which has one unpaired electron and nucleus with spin I = 1 (14N). This spectrum can be refer to condensed radicals accordingly with high value of splitting (AN) of hyperfine interaction. Thereby parameters of the spectra show that Ni2+ in ultrablack film has octahedral coordination which is typical for NiOx and nickel phosphates. It is impossible to identify to which compound this signal belongs due to their similarity of crystal field symmetry and magnetic properties. •NO2 radicals increase the stability of amorphous structure of NiOx and protect superdispersed particles from aggregation.