Synthesis of bi-magnetic core|shell and onion- like nanoparticles based on iron and manganese oxides

• Autores: Alberto López Ortega
• Directores de la Tesis: Josep Nogués i Sanmiguel (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2012
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Anna Roig Serra (presid.), Albert Figuerola Silvestre (secret.), María del Puerto Morales Herrero (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Electromagnetismo
      • Magnetismo
    • Unidades y constantes
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD  TESEO 
• Resumen

  • Aquesta tesi engloba la síntesi i la caracterització estructural i magnètica de dos tipus de nanopartícules polymagnètiques: estructures nucli-escorça (core|shell, CS) i tipus ceba (onion-like). El primer sistema està format per un nucli-MnO|escorça-Mn 3O4 ( -Mn2O3) amb doble inversió, on el nucli i l'escorça mostren un comportament AFM i FiM, respectivament . Es de neix com estructuralment inversa ja que l'AFM es localitza al nucli i el FiM a l'escorça; a més, també es troba magnèticament invertida, és a dir, la temperatura de Néel de l'AFM presenta valors més elevats que la temperatura de Curie del FiM. Les nanopartícules nucli-escorça de MnO|Mn3O4 ( -Mn2O3) s'han obtingut a través de la passivació controlada de l'escorça de nanopartícules de MnO prèviament sintetitzades. Aquest procés permet controlar tant la grandària del nucli com el gruix de l'escorça. Es va con rmar que la composició de l'escorça un cop passivada depèn de la grandària inicial de les nanopartícules; consequ?entment, les nanopartícules més grans estan formades principalment per Mn3O4. No obstant, a mesura que es disminueix la grandària, la densitat de defectes augmenta obtenint, d'aquesta manera, una escorça més estable formada per la fase -Mn2O3. D'altra banda, nuclis AFM de MnO relativament petits poden induir un efecte magnètic de proximitat (magnetic proximity e ects) a l'escorça de FiM -Mn2O3 tot mantenint el seu ordre magnètic molt per sobre de la seva temperatura de Curie, TC; a més, aquest sistema presenta un augment de la temperatura de Néel de l'AFM. El segon sistema es basa en la síntesi de nanopartícules d'òxid de manganès i ferro del tipus nucli-escorça i ceba. Nanopartícules de dos òxids de ferro diferents (FeO|Fe3O4 CS i Fe3O4 monofàsica) s'han utilitzat com a llavors per a la posterior deposició d'òxid de manganès. A partir de les llavors nucli-escorça d'òxid de ferro s'han sintetitzat dos tipus de nanopartícules ceba (tres-components FeO|Fe 3O4|Mn3O4 i quatre-components FeO|Fe3O4|MnO|Mn3O4). D'altra banda, nanopartícules d'òxid de ferro monofàsiques han estat utilitzades com a llavors per a dipositar una capa na de manganès al seu voltant amb l'objectiu d'incentivar l'interdifusió del manganès-ferro i formar nanopartícules nucli-escorça de MnxFe3 ??xO4|FexMn3 ??xO4 amb una interfase graduada. S'ha observat que l'òxid de manganès creix epitaxialment en els plans (111) sobre les cares truncades del llavors cúbiques d'oxid de ferro. Finalment, nanopartícules nucli-escorça de MnxFe3 ??xO4|FexMn3 ??xO4 formades per una estructura tou-FiM/dur- FiM amb una composició gradual a l'interfase demostren un bon l'acoblament magnètic entre ambdues, tova i dura, fases FiM.