wyznaczanie rozmiarów nanocząstek magnetycznych z pomiarów magnetycznych
DESCRIPTION
Wyznaczanie rozmiarów nanocząstek magnetycznych z pomiarów magnetycznych. Janusz Typek Instytut Fizyki Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin. Plan prezentacji. Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych i ich rozkładów: XRD (X-Ray Diffraction) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Wyznaczanie rozmiarów nanocząstek
magnetycznych z
pomiarów magnetycznych
Janusz TypekInstytut Fizyki
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin
Plan prezentacji• Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych i ich rozkładów:
• XRD (X-Ray Diffraction)• TEM (Transmission Electron Microscopy), HRTEM (High ResolutionTEM)• SEM (Scanning Electron Microscopy)• AFM (Atomic Force Microscopy)• DLS (Dynamic Light Scattering), PCS (Photon Correlation Spectroscopy)• BET (Brunauer, Emmett, Teller), analiza powierzchni nanocząstek
• Magnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych i ich rozkładów:
• z wartości temperatury blokowania TB
• z funkcji namagnesowania M(H)
• z widm FMR (Ferromagnetic Resonance)
• Superparamagnetyzm nanocząstek magnetycznych
Rozmiary nanocząstek, rozkłady rozmiarów nanocząstek
Rozkład logarytmicznie normalny(log-normal distribution)
TEMNiemagnetyczne metody wyznaczania
rozmiarów nanocząstek magnetycznych: TEM, HRTEM
STMNiemagnetyczne metody wyznaczania
rozmiarów nanocząstek magnetycznych: SEM
SEM image of Cu-coated MF particles
DLSNiemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:
DLS (Dynamic Light Scattering)
AFMNiemagnetyczne metody wyznaczania
rozmiarów nanocząstek magnetycznych: AFM
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:
XRD
Simulated XRD patterns of Pt nanoparticles using Materials Toolkit Program
S. Brunauer, P. H. Emmett and E. Teller, J. Am. Chem. Soc., 1938, 60, 309
D [nm]=6000/(S[m2/g]·ρ[g/cm3])
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:
Analiza wielkości powierzchni (BET)
x = p/ps - ciśnienie względne (ps - ciśnienie pary nasyconej) am - pojemność monowarstwy K - stała równowagi adsorpcji
Dane adsorpcji (w metodzie standardowej wykorzystuje się dane adsorpcji azotu w temperaturze ciekłego azotu) wykreśla się we współrzędnych tego równania w zakresie ciśnień względnych x od 0.05 do 0.04 . Na podstawie wartości parametrów dopasowania linii prostej do danych doświadczalnych wyznacza się parametry am i K
Superparamagnetyzm
Średni rozmiar nanocząstek wyznaczony z
temperatury blokowania TB
,
Np. dla Fe3O4 (magnetyt) K=1·106 erg/cm3. Stąd dla TB=60 K otrzymamy d=15 nm
Zakładamy: małe pole mierzące H<Ha,brak oddziaływań dipol-dipol, jednoosiowa anizotropia
Dla τm=10 s i τ0=10-10 s otrzymamy
W temperaturze T=TB mamy τN= τm
Wyznaczenie rozkładu rozmiarów nanocząstek z rozkładu TB
Wyznaczenie rozkładu rozmiarów nanocząstek z pomiarów namagnesowania
M(H)
Size determination of superparamagnetic nanoparticles from magnetization curveD.-X. Chen, A. Sanchez, E. Taboada, A. Roig, N. Sun, and H.-C. Gu
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 105, 083924 2009
Wyznaczanie rozkładu rozmiarów nanocząstek z widm FMR
Walter S. D. Folly, Ronaldo S. de BiasiDetermination of particle size distribution by FMR measurementsBrazilian Journal of Physics, vol. 31, núm. 3, septiembre, 2001, pp. 398-401
Ferryt magnezowy
Wyznaczanie rozkładu rozmiarów nanocząstek z widm FMR
J. Phys.: Condens. Matter 10 (1998) 8559–8572. Superparamagnetic resonance of annealed iron-containing borate glassRene Berger, Janis Kliava, Jean-Claude Bissey and Vanessa Baıetto