160 likes | 325 Views
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)
E N D
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) • 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 • Superparamagnetyzm nanocząstek magnetycznych • Magnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych i ich rozkładów: • z wartości temperatury blokowania TB • z funkcji namagnesowania M(H) • z widm FMR (Ferromagnetic Resonance)
Rozmiary nanocząstek, rozkłady rozmiarów nanocząstek Rozkład logarytmicznie normalny (log-normal distribution)
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:TEM, HRTEM TEM
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:SEM STM SEM image of Cu-coated MF particles
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:DLS (Dynamic Light Scattering) DLS
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:AFM AFM
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych:XRD Simulated XRD patterns of Pt nanoparticles using Materials Toolkit Program
Niemagnetyczne metody wyznaczania rozmiarów nanocząstek magnetycznych: Analiza wielkości powierzchni (BET) S. Brunauer, P. H. Emmett and E. Teller, J. Am. Chem. Soc., 1938, 60, 309 D [nm]=6000/(S[m2/g]·ρ[g/cm3]) 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 wtemperaturze ciekłego azotu)wykreśla się we współrzędnych tego równania w zakresie ciśnień względnych x od 0.05 do 0.04 . Na podstawie wartości parametrówdopasowania linii prostejdo danych doświadczalnych wyznacza się parametry am i K
Średni rozmiar nanocząstek wyznaczony z temperatury blokowaniaTB W temperaturze T=TB mamy τN= τm , Dla τm=10 s i τ0=10-10 s otrzymamy 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
Wyznaczenie rozkładu rozmiarów nanocząstek z pomiarów namagnesowania M(H) D.-X. Chen,A. Sanchez,E. Taboada, A. Roig, N. Sun, and H.-C. Gu Size determination of superparamagnetic nanoparticles from magnetizationcurve JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 105, 083924 2009
Wyznaczanie rozkładu rozmiarów nanocząstek z widm FMR Ferryt magnezowy Walter S. D. Folly, Ronaldo S. de Biasi Determination of particle size distribution by FMR measurements Brazilian Journal of Physics, vol. 31, núm. 3, septiembre, 2001, pp. 398-401
Wyznaczanie rozkładu rozmiarów nanocząstek z widm FMR J. Phys.: Condens. Matter 10 (1998) 8559–8572. Superparamagnetic resonance of annealed iron-containingborateglass Rene Berger, Janis Kliava, Jean-Claude Bisseyand Vanessa Baıetto