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Tipo: Tese
Título: Estudo das propriedades estruturais e magnéticas de nanopartículas de CoO e CoO@MnFe2O4
Autor(es): Freitas, Cintia Raquel Duarte de
Orientador: Sasaki, José Marcos
Coorientador: Soares, João Maria
Palavras-chave em português: Core-shell;Óxido de cobalto;Ferrita de manganês;Nanopartículas
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Data do documento: 2023
Citação: FREITAS, C. R. D. Estudo das propriedades estruturais e magnéticas de nanopartículas de CoO e CoO@MnFe2O4. 2023. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: Pesquisas com nanopartículas vem crescendo no ambiente científico devido estas nanopartículas resultarem da combinação de materiais com propriedades distintas, o que permite vislumbrar aplicações de novas propriedades e fenômenos nos diversos setores da ciência e da tecnologia. No caso de nanopartículas core-shell bimagnéticas, efeitos de acoplamento magnético na interface incidem sobre a magnetização, a anisotropia e a coercividade dos materiais de partida, por exemplo e podem contribuir para obtenção de nanopartículas com propriedades magnéticas superiores ou direcionadas a um tipo específico de aplicação. Neste trabalho apresentamos um estudo sobre os métodos de síntese, caracterização estrutural e magnética de nanopartículas de CoO revestidas com MnFe2O4. As amostras foram preparadas pelo método de co-precipitação e reação por coordenação iônica (RCI), com redução de N2. Através da caracterização estrutural e morfológica, demonstramos a obtenção de nanoestruturas com fases puras. Resultados de difração de raios X (DRX) mostraram a formação das fases cristalinas de CoO e MnFe2O4, todas com simetria cúbica e grupos espaciais: Fm-3m e Fd-3m. O diâmetro médio do núcleo de CoO variaram entre 8 nm à 10 nm, e a espessura da casca de MnFe2O4 foi de ≈ 2 nm. Realizando uma ampla análise magnética experimental, avaliamos a resposta magnética para as fases CoO e MnFe2O4, bem como para a nanoestrutura core-shell. Medidas de ciclo de histerese magnética em temperatura ambiente e em baixa temperatura foram feitas nas amostras. Para as nanopartículas CoO@MnFe2O4, as medidas de magnetização em baixa temperatura com diferentes campos, os ciclos de histereses apresentaram um deslocamento, efeito chamando de “Exchange Bias", além de um aumento na coercividade. Um estudo detalhado também foi feito nas nanopartículas de CoO, com diâmetro médio de 8 nm. Medidas de Zero Field Cooling (ZFC) e Field Cooling (FC), apresentaram um forte indicativo do comportamento spin-glass.
Abstract: Research with nanoparticles has been growing in the scientific environment because these nanoparticles result from the combination of materials with different properties, which allows us to envision applications of new properties and phenomena in different sectors of science and technology. In the case of bimagnetic core-shell nanoparticles, magnetic coupling effects at the interface affect the magnetization, anisotropy and coercivity of the starting materials, for example, and can contribute to obtaining nanoparticles with superior magnetic properties or directed towards a specific type of application. In this work we present a study on the synthesis methods, structural and magnetic characterization of CoO nanoparticles coated with MnFe2O4. The samples were prepared by the co-precipitation and ionic coordination reaction (RCI) method, with reduction of N2. Through structural and morphological characterization, we demonstrated the obtaining of nanostructures with pure phases. X-ray diffraction (XRD) results showed the formation of crystalline phases of CoO and MnFe2O4, all with cubic symmetry and space groups: Fm-3m and Fd-3m. The average diameter of the CoO core varied between 8 nm and 10 nm, and the thickness of the MnFe2O4 shell was ≈ 2 nm. Performing a broad experimental magnetic analysis, we evaluated the magnetic response for the CoO and MnFe2O4 phases, as well as for the core-shell nanostructure. Magnetic hysteresis cycle measurements at room temperature and at low temperature were made on the samples. For the CoO@ MnFe2O4 nanoparticles, magnetization measurements at low temperatures with different fields, the hysteresis cycles showed a displacement, an effect called “Exchange Bias”, in addition to an increase in coercivity. A detailed study was also carried out on CoO nanoparticles, with an average diameter of 8 nm. Zero Field Cooling (ZFC) and Field Cooling (FC) measurements showed a strong indication spin-glass behavior.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/75179
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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