Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

More documents

Recommendations

Info

Badania cząstek Fe-Cr, przy wykorzystaniu komplementarnych metod doświadczalnych (takich jak: dyfrakcja rentgenowska, spektroskopia mössbauerowska, konwencjonalne, statyczne pomiary magnetyczne oraz mikroskopia transmisyjna wysokiej rozdzielczości), pozwoliły wnioskować, Ŝe nanocząstki mają strukturę typu rdzeń – zewnętrzna powłoka tlenkowa. Ponadto, obserwowane (w pomiarach mössbauerowskich) efekty fluktuacji superparamagnetycznych w powłoce tlenkowej cząstek bogatych w Ŝelazo sugerowały nieciągłość tych warstw powierzchniowych, a w powiązaniu z badaniami dyfrakcji rentgenowskiej wskazywały na obecność drobnych krystalitów tlenkowych o róŜnych orientacjach w stosunku do rdzeni cząstek. Tym samym, w niniejszej pracy potwierdzono przewidywaną wcześniej w literaturze strukturę nanocząstek Fe-Cr. Warto podkreślić jednak, Ŝe po raz pierwszy zmodyfikowano model strukturalny tych cząstek, uwzględniając moŜliwość występowania w warstwach tlenkowych tzw. granic antyfazowych, osłabiających znacznie sprzęŜenie wymienne w obrębie samych cząstek (pomiędzy klasterami tlenkowymi oraz na granicy klaster tlenkowy – rdzeń cząstki) jak równieŜ – pomiędzy nimi. Przyjęty model pozwolił jednocześnie na wytłumaczenie niekolinearnej struktury spinowej na powierzchni cząstek oraz pojawienie się efektów fluktuacji termicznych w silnie skorelowanych magnetycznie układach. Niniejsza praca doktorska stanowi takŜe cenne uzupełnienie wiedzy literaturowej o właściwościach magnetycznych nanocząstek Fe-Cr bogatych w Ŝelazo. Przeprowadzone w zakresie temperatur 5 – 300 K badania magnetyczne takich układów pozwoliły wnioskować o dominującej roli oddziaływań dipolowych pomiędzy cząstkami. Dodatkowo, pomiary te ujawniły efekty zamraŜania typu szkła spinowego w niskich temperaturach. Związane są one z wielofazową naturą cząstek Fe-Cr, a ich źródłem jest, z jednej strony, nieporządek topologiczny i konkurencja oddziaływań magnetycznych w warstwach tlenkowych, z drugiej zaś anizotropowy charakter oddziaływań dipolowych przypadkowo połoŜonych i przypadkowo zorientowanych cząstek. Bardzo interesujące okazały się takŜe badania nanocząstek Fe-Cr o największej zawartości chromu: x = 83.03 at.%. Zaskakująco duŜa zawartość tlenu w tych cząstkach - widoczna zarówno w wynikach EDXA, jak i dyfrakcji rentgenowskiej – wskazywała na silną segregację faz zachodzącą w procesie otrzymywania cząstek. Na przykładzie nanocząstek Fe-Cr (83.03 at.% Cr) pokazano, Ŝe w procesie ich wytwarzania powstały następujące fazy krystaliczne: σ-FeCr (< 10 vol.%), α 1 -FeCr (bogata w Fe), α 2 -FeCr (bogata w Cr) oraz Cr 2 O 3 . Z uwagi na dominującą w układzie cząstek fazę α 2 -FeCr o właściwościach 129
paramagnetycznych, dla cząstek mniejszościowej, ferromagnetycznej fazy α 1 -FeCr, moŜliwa była obserwacja zjawiska superparamagnetyzmu. W temperaturach powyŜej 46 K fluktuacjom superparamagnetycznym nie ulegały jednak momenty magnetyczne wszystkich cząstek α 1 -FeCr; część z nich pozostawała sprzęŜona w obrębie większych aglomeratów za pośrednictwem antyferromagnetycznych warstw tlenkowych Cr 2 O 3 . NaleŜy takŜe zaznaczyć, Ŝe w badanej próbce w niskich temperaturach obserwowano równocześnie efekty zamraŜania typu szkła spinowego. Przy realizacji rozprawy doktorskiej przeprowadzono równieŜ badania właściwości magnetycznych materiałów objętościowych Fe-Cr. Uzyskane parametry (np. magnetyzacja nasycenia, temperatura Curie, koercja) są zgodne z danymi literaturowymi i nie stanowią oryginalnego wkładu do literatury światowej w tej dziedzinie. Bezpośrednia charakterystyka tych materiałów w pracy stanowiła jednak materiał porównawczy dla badanych układów cząstek o analogicznych składach i pozwoliła na znaczące wzbogacenie interpretacji, dotyczącej właściwości magnetycznych wielofazowych, złoŜonych układów nanocząstek. 130
Page 1 and 2:
Instytut Fizyki Polskiej Akademii N
Page 3 and 4:
Spis treści 1. Wstęp.............
Page 5 and 6:
14. Nanocząstki Fe-Cr (47.68 at.%
Page 7 and 8:
chemiczne. Metoda naparowywania z f
Page 9 and 10:
elektronowa, konwencjonalne statycz
Page 11 and 12:
w układach cząstek niemających z
Page 13 and 14:
lub, w uproszczonej formie, jako: E
Page 15 and 16:
cząstki, V - objętością cząstk
Page 17 and 18:
Oś łatwa magnetyzacji c M S θ α
Page 19 and 20:
2.4.2 Obserwacje zjawiska superpara
Page 21 and 22:
2.5 Oddziaływania pomiędzy nanocz
Page 23 and 24:
taśm amorficznych, typu FINEMET lu
Page 25 and 26:
Zaobserwowano eksperymentalnie, Ŝe
Page 28 and 29:
Rozdział 3 Materiały objętościo
Page 30 and 31:
T = 713 - 1103 K [23]. Proces trans
Page 32 and 33:
3.3 Diagram faz magnetycznych i wł
Page 34 and 35:
Dla materiałów objętościowych F
Page 36:
Ponadto, w oparciu o profile głęb
Page 39 and 40:
wytworzonych metodą naparowania ga
Page 41 and 42:
(ii) wzrostu siły sprzęŜenia ant
Page 43 and 44:
Analizę widm XRD przeprowadzono w
Page 45 and 46:
najlepsze dopasowania widm XRD otrz
Page 47 and 48:
o szerokości naturalnej Γ ≈ 10
Page 49 and 50:
(gdzie: ∆m I - zmiana rzutu spinu
Page 51 and 52:
(o amplitudzie ~1.5 mm) z zadaną c
Page 54 and 55:
Rozdział 6 Materiały stanowiące
Page 56 and 57:
zastosowanego w procesie technologi
Page 58 and 59:
Rozdział 7 Struktura i właściwo
Page 60 and 61:
7.3 Właściwości magnetyczne 7.3.
Page 62 and 63:
eksperymentalnych M(T) dopasowano t
Page 64 and 65:
obecnością, wewnątrz matrycy wyk
Page 66 and 67:
Rozdział 8 Właściwości struktur
Page 68 and 69:
wyniki wyraźnie pokazują, Ŝe pr
Page 70 and 71:
ogatych w chrom, sytuacja jest odwr
Page 72 and 73:
przebiegały w takich samych warunk
Page 74:
Zaprezentowane wyniki badań strukt
Page 77 and 78:
W kaŜdym z tych trzech przypadków
Page 79 and 80:
o wyniki badań dyfrakcji rentgenow
Page 81 and 82:
9.4 Nanocząstki a materiały obję
Page 83 and 84: NaleŜy równieŜ zdawać sobie spr
Page 85 and 86: Powłoka w postaci klasterów tlenk
Page 87 and 88: Z uwagi na wielofazowość nanoczą
Page 89 and 90: koercji H C od zawartości chromu x
Page 92 and 93: W związku z tym, Ŝe właściwośc
Page 94 and 95: 60 58 56 H zewn = 10 kOe M (emu/g)
Page 96 and 97: Fe-Cr będących przedmiotem rozpra
Page 98: wymiany (zobacz poprzedni podrozdzi
Page 101 and 102: Curie - Weissa (patrz wzór (7.3.23
Page 103 and 104: Biorąc pod uwagę duŜą zawartoś
Page 105 and 106: ≈ 9.4 nm. Z dopasowania magnetyza
Page 107 and 108: 102
Page 109 and 110: na rysunku 50). Ten dodatkowy wkła
Page 111 and 112: (gdzie: - średni moment magnetycz
Page 113 and 114: podatności ac (τ m = 1/f [42]; ty
Page 115 and 116: oddziałujących cząstek σ-Fe 55.
Page 117 and 118: 100 Fe-Cr (23.38 at.% Cr) 80 5K/min
Page 119 and 120: 14.3.2 Transformacja σ → α - wy
Page 121 and 122: W wygrzanej próbce D wzrost zawart
Page 123 and 124: Dla wszystkich trzech próbek, w te
Page 125 and 126: na rysunku 65 widać początkowy, g
Page 127 and 128: 122
Page 129 and 130: o duŜym rozrzucie objętości por
Page 131 and 132: i/lub zamraŜania typu szkła spino
Page 133: W niniejszej pracy doktorskiej poka
Page 137 and 138: [15]. S. Gangopadhyay, G. C. Hadjip
Page 139 and 140: [59]. A. Ślawska - Waniewska, M. G
Page 141 and 142: [105]. S. Ghosh, B. Sanyal, C. B. C
Page 143 and 144: [151]. P. Jönsson, M. F. Hansen, P
Page 145 and 146: (2) Pozostałe publikacje: • M.
show all

Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

Struktura i wÅaÅciwoÅci magnetyczne - Instytut Fizyki PAN