Магнитные, структурные и электронные свойства наночастиц сульфидов и оксидов железа с различной кристаллической структурой

• Автор: Старчиков, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Структура и свойства объемных фаз сульфидов железа

1.1.1. Троилит

1 Л.2. Смитит

1 Л.З. Пирротин

1Л .4. Макинавит

1Л .5. Пирит и марказит

1Л.6. Грейгит

1Л .7. Халькопирит

1 Л.8. Кубанит
1Л .9. Обобщение основных свойств сульфидов железа
1.2. Наноразмерные материалы и их отличие от массивных образцов.
Квантовые размерные эффекты и эффекты поверхности. Особенности наноразмерных структур
1.3. Магнитные наночастицы и нанокомпозиты
1.3.1. Магнитные свойства. Критический размер наночастиц, суперпарамагнетизм, гистерезис, температура блокирования, магнитная анизотропия
1.3.2. Некоторые применение нанокомпозитов
1.3.3. Особенности свойств наночастиц сульфидов железа. Применение
1.4. Постановка задачи исследований. Обоснование выбора образцов и методов исследования
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Мёссбауэровская спектроскопия
2.1.1. Свободный атом. Энергия отдачи ядра при испускании и/или поглощении у-кванта
2.1.2. Краткие сведения о параметрах мёссбауэровских спектров

2.1.3. Описание установки. Мёссбауэровский спектрометр
2.2. Спектроскопия комбинационного рассеяния света
2.2.1. Основные физические принципы метода КРС

2.2.2. Особенности получения спектров КРС наноразмерных соединений
ГЛАВА 3. НАНОЧАСТИЦЫ Fe3X4 (X = S, О). СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВОЙСТВ СУЛЬФИДА И ОКСИДА ЖЕЛЕЗА СО СТРУКТУРОЙ ШПИНЕЛИ
ГЛАВА 4. СТРУКТУРНЫЕ, МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ ХАЛЬКОПИРИТА CuFeS2 И КУБАНИТА CuFe2S3
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ СУЛЬФИДОВ ЖЕЛЕЗА СО СТРУКТУРОЙ ТИПА NiAs. ПИРРОТИН FeS И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ С ДОПИРОВАНИЕМ Cr
ГЛАВА 6. МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА В ОБОЛОЧКАХ ПОЛИМЕРНЫХ МИКРОКАПСУЛ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ АДРЕСНОЙ ДОСТАВКИ ЛЕКАРСТВ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список цитируемой литературы
БЛАГОДАРНОСТИ
2.2.3. Схема экспериментальной установки
2.3. Магнитооптический дихроизм

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования
В последнее десятилетие магнитные наноматериалы находят все большее применение в различных областях науки и техники, включая такие как микроэлектроника и спинтроника, сенсорная техника, биология, медицина, энергетика и другие [1]- Установлено, что магнитные наночастицы играют значительную роль в процессах метаболизма и функционирования живых организмов. Ансамбли магнитных наночастиц играют важную функциональную роль, обеспечивая ориентацию бактерий в магнитном поле Земли. Магнитные наночастицы могут применяться в системах целенаправленного переноса биологически активных и лекарственных соединений (в частности, в терапии рака с использованием эффекта гипертермии, обусловленного магнитным нагревом), для обнаружения, выделения, иммобилизации и модификации биологически активных соединений, клеток и клеточных органелл, а также в качестве контрастных материалов в магниторезонансной томографии.
Среди магнитных наноматерналов композиты оксидов железа, такие как магнетит, гематит и маггемит уже давно изучаются и в настоящее время достаточно широко используются микроэлектронике и медицине. Однако многие особенности формирования структуры и свойств различных нанокомпозитов, зависящие от методов приготовления, остаются малоизученными.
В отличие от оксидов железа, которые, как правило, являются диэлектриками, халькогениды переходных элементов в основном обладают полупроводниковой или металлической проводимостью, и целый ряд таких материалов принадлежат к семейству магнитных полупроводников [2]. В то же время к исследованиям наноразмерных объектов на основе магнитных халькогенидов долгое время не привлекалось большого внимания в основном из-за трудности синтеза таких материалов с хорошо выраженной структурой.

когерентному колебанию магнитных моментов атомов, а значит и суммарного магнитного момента частицы относительно оси легкого намагничивания с определенной частотой. Чем меньше размер частицы, тем больше она проявляет суперпарамагнитные свойства.
Основным фактором, противодействующим колебаниям магнитного момента частицы, является магнитная анизотропия. Существует несколько источников магнитной анизотропии:
1. Магнитокристаллическая анизотропия.
2. Анизотропия формы.
3. Анизотропия, вызванная механическими напряжениями.
4. Обменная анизотропия.
Также анизотропия может быть вызвана отжигом в магнитном поле, облучением образца, пластической деформации. В самом простом случае, для изолированной частицы, в отсутствии магнитного поля и только аксиальной магнитокристаллической анизотропии, полная энергия наночастицы в зависимости от угла поворота в ее магнитного момента имеет вид:
Е (в) = КУхтв (5)
где К - константа магнитной анизотропии, V - объем наночастицы. График этой зависимости представлен на рисунке 12. В простейшем случае существует
Рисунок 12. Зависимость полной энергии наночастицы от угла поворота ее магнитного момента.