Исследование локальных магнитных свойств кобальт-содержащих нанокомпозитов методом ЯМР Co-59

• Автор: Шмырева, Анна Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Особенности ЯМР в магнитоупорядоченных веществах
1.1. Локальное магнитное поле.
Коэффициент усиления радиочастотного поля. с тр.
Глава 2. Наноразмерные частицы и особенности
их поведения и свойств
2.1. Синтез композитов на основе кобальтсодержащих наночастпц
и некоторые особенности получаемых композитов
2.2. Особенности поведения наночастиц в нанокомпозитах
2.3. Магнитные свойства наночастиц
2.4. Поверхностная анизотропия
Глава З.Соврсменное состояние исследований микроструктуры и локальной магнитной структуры объемных и панокристаллических образцов методом ЯМРСо
3.1 .Объемный кобальт
3.2. Нанокристаллический кобальт
3.3. Кластеры кобальта в матрицах
Глава 4. Изучение структуры образцов объемного и
нанокристаллнческого кобальта методом ЯМР кобальта
4.1. Образцы и экспериментальное оборудование
4.2. Структура порошков объемного кобальта методом ЯМР
4.3. Структура кобальтовых нанокомпозитов
методом ЯМР Со
4.4. Старение образцов
Глава 5. Ядерный магнитный резонанс на ядрах кобальта, входящих в атомы имеющие увеличенный магнитный момент
Глава 6. Альтернативная интерпретация спектров и изменения
частоты сигналов ЯМР в панокристаллических образцах по
сравнению с объемными образцами
Основные результаты диссертации
Список используемой литературы

Введение
Настоящая работа посвящена получению и анализу особенностей спектров ядерного магнитного резонанса кобаиьт-содержащих нанокомнознтов с целью исследования локальной магнитной структуры кластеров металлического кобальта в указанных материалах.
Уменьшение линейных размеров частиц приводит к глубоким изменениям в их внутренней структуре, которая в свою очередь значительно модифицирует электронные, оптические и магнитные свойства. В случае с магнитными наночастицами эти изменения приводят к отходу от установленных закономерностей, наблюдаемых в объемных материалах. Это с одной стороны стимулирует разработку все новых технологий производства магнитных напочастиц, а с другой, постепенный переход от теоретических основ к реальным приложениям, особенно в медицине.
В магнитных паночастицах, в частности может изменяться кристаллическая и магнитная структуры вещества, локальные магнитных поля и величины магнитных моментов атомов.
Метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в последние десятилетия активно используется для определения структуры и локальных магнитных свойств новых магнитных материалов и, в частности, кобальтовых мультислоев и напочастиц. Этот метод чрезвычайно чувствителен к изменениям локального окружения ядер, магнитных полей на ядрах, атомных и электронных магнитных моментов и, в связи с этим, является весьма перспективным для исследований локальной кристаллической и магнитной структуры наноматериалов.
Актуальность проблемы.
Хорошо известно, что строение и свойства панокрнстаплических образцов существенно зависят от методики приготовления, используемых матриц и исходных химических соединений (прекурсоров). Очевидно, что это должно проявляться, в том числе, II в изменении спектров 51МР (количестве и интегральных интенсивностях линий в спектре, характеристиках отдельных линии и т.д.), однако нам не удалось найти в литературе попыток систематизировать эти данные.
Вследствие большого практического интереса к материалам с пониженной размерностью, имеется немало работ по изучению их структуры и свойств, в том числе и методом 51МР, однако имеющиеся на настоящий момент данные не носят систематического характера. В частности, изменение локальной магнитной структуры но данным 51МР при переходе от объемных материалов к панокристаллнческпм изучено недостаточно.
Получение и интерпретация спектров 51МР папокристаллических образцов является достаточно сложной задачей. В то же время, порошки металлического кобальта изучаются методом ЯМР с начала 60-х годов прошлого века, и спектры кобальта-59 для различных кристаллических модификаций кобальта хорошо известны. В связи с этим, порошки "объемного" кобальта представляются естественным стандартом для отнесения линий в спектрах кобальт-содержащих наноматериалов (нанокомпозитов и наночастиц). Однако сравнение спектров «объемного» и нанокристаллического образцов требует определенной осторожности, так как спектр конкретного объемного кобальтового порошка может быть усложнен наличием сигналов от нескольких фаз металлического кобальта, сосуществующих в стандартном (не специально приготовленном) порошке. Кроме того, необходимо учитывать условия получения сигнала 51МР, поскольку спектры, полученные различными способами и на различном оборудовании, могуг значительно различаться.

Т=290К| | ■ С FW(1975) |
Frequency, MHz
Рис. 3.1.2. Спектр порошка объёмного кобальта и соотнесение резонансных
частот сделанное авторами.
В другой работе исследовался пористый образец мелкодисперсного кобальта при комнатной температуре [74]. Линия на частоте 213 МГц была отнесена авторами к кобальту с кубической кристаллической решеткой. Высокочастотная линия на частоте 221 МГц сопоставлялась с кобальтом имеющим плотнейшую гексагональную упаковку. Сигнал на частоте 214 МГц разделенный квадрупольным взаимодействием на 7 компонент отнесен к концевым частям доменных стенок ГПУ кобальта (рис.3.1.2.), (т.е. к доменам!)