研究目的
研究磁场对硫酸铜溶液中铜电沉积过程中浓度边界层的影响。
研究成果
研究表明，磁场存在会影响铜电沉积过程中阴极附近的浓度分布，促进Cu2+传质并生成大晶粒。全息干涉测量技术被证明能有效原位测定浓度分布。
研究不足
该研究的局限性在于磁场不均匀性以及较小的洛伦兹力，这可能不足以改变流体动力边界层厚度。此外，由于实验装置具有准二维特性，重力对流的影响虽被最小化但并未完全消除。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用数字全息显微镜测量磁场中铜电沉积过程中的原位浓度分布。实验方法包括使用准二维电池构型以最小化自然对流。
2：样品选择与数据来源：
阳极和阴极均为50毫米厚的铜箔，使用前经过抛光和清洗。电解液由硫酸铜和超纯水配制而成，未添加任何支持电解质。
3：实验设备与材料清单：
数字全息显微镜（DHM，LynceeTec）、恒电位仪（HZ-7000，北斗电工株式会社）、环形钕磁铁、铜箔（99.99%，Nilaco公司）、硫酸铜（99.95%，关东化学株式会社）。
4：99%，Nilaco公司）、硫酸铜（95%，关东化学株式会社）。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：电极以面对面方式置于准二维电池构型中。实验在恒电流模式下进行，通过恒电位仪在室温下控制。磁场方向为垂直方向，强度为0.18特斯拉。
5：18特斯拉。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：利用Koala软件分析记录的全息图以计算浓度分布。通过相位变化、折射率差与铜离子浓度之间的关系确定浓度分布。
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digital holographic microscope
DHM
LynceeTec
Measuring the concentration profile in situ during Cu electrodeposition in a magnetic field.
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potentiostat
HZ-7000
Hokuto Denko Co.
Controlling the electrodeposition process in constant current mode.
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neodymium magnets
Applying a magnetic field during electrodeposition.
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copper foils
Nilaco Corp.
Used as anode and cathode in the electrodeposition process.
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CuSO4
Kanto Chemical Co.
Used to prepare the electrolyte solution.
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