Электронный магнитный резонанс дисперсий магнитных наночастиц

• Автор: Сорокина, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Магнитные наночастицыструктура и состав

1.2. Магнитные свойства наночастиц металлов и их соединений.

1.2Л. Понятие однодоменности и суперпарамагнетизма.

1.2.2. Магнитная анизотропия

1.3. Магнитные жидкости.

1.3 Л. Состав и свойства

1.3.2. Структурная организация частиц в магнитных жидкостях

моделирование и экспериментальные исследования .

1.4 Исследование магнитных наночастиц методом элекгронного

магнитного резонанса
1.4.1. Электронный парамагнитный резонанс. и ферромагнитный резонанс
1.4.2. Особенности ФМР в ультрадисперсных системах
1.4.3 Теоретические модели ФМР наночастиц.
1.5. Исследования методом парамагнитного индикатора
ГЛАВА и ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристики обьектов исследования.
2.2. Структура и параметры спектров электронного магнитного
резонанса
2.2.1. Характеристические параметры линии спектра ЭПР.
2.2.2. Характеристические параметры линии спектра ФМР
2.3. Условия проведения ЭМР экспериментов
ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ, МЕТОДОМ ФМР.
3.1. Зависимость спектров ФМР от размеров наночастиц.
3.2. Определние намагниченности наночастиц магнетита по
спектрам ФМР.6Ь
3.3. Анализ спектров ФМР агрегатов наночастиц, сформированных магнитным полем.
3.3.1. Экспериментальные результаты.
3.3.2. Обсуждение результатов.
3.4. Заключение
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ, МЕТОДОМ ПАРАМАГНИТНОГО ИНДИКАТОРА.
4.1. Физикохимические свойства и спектры ЭПР стабильных
нитроксильных радикалов
4.2. Экспериментальные результаты
4. Обсуждение результатов
4.3.1. Сдвиг спектров ЭПР парамагнитного индикатора, обусловленный макроскопическими размагничивающими полями.
4.3.2. Уширенис спектров ЭПР парамагнитного индикатора
4. Теория формы линии спектра ЭПР парамагнитного индикатора в присутствии линейных агрегатов магнитных наночастиц
4.5. Анализ экспериментальных спектров с помощью.теоретической модели.
4.6. Заключение.
ГЛАВА V. ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ МАКРОМОЛЕКУЛ НА ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ МЕТОДОМ ЭПР СПИНОВЫХ МЕТОК
5.1. Постановка задачи и подходык ее решению.
5.2. Результаты и обсуждение
5.3. Заключение.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Установление параметров спектров ФМР, указывающих на образование агрегатов вытянутой формы в дисперсиях магнитных наночастиц. Теоретическая модель описывающая спектры ЭПР парамагнитных индикаторов в дисперсиях магнитных наночастиц образующих линейные агрегаты. Результаты экспериментальной проверки разработанной модели. Определение коэффициента удлиненности линейных агрегатов магнитных наночастиц по спектрам ЭПР парамагнитных индикаторов. Метод исследования адсорбции макромолекул и определения толщины адсорбционного слоя на поверхности магнитных ультрадисперсных частиц с помощью ЭПРспектроскопии спиновых меток. Результаты работы докладывались на XI Международной молодежной школе Актуальные проблемы магнитного резонанса и его применений Казань , XVIII Менделеевском съезде Москва , Международном симпозиуме и летней школе Ядерный магнитный резонанс в конденсированных средах СанктПетербург , Международном симпозиуме Евромар и летней школе СанктПетербург, , VI, VII и VIII ежегодной молодежной конференции ИБХФ РАН ВУЗы Биохимическая физика Москва, , , . Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований проекты 3 и 2, а также в рамках Государственного контракта . Диссертационная работа выполнялась во время учебы автора в аспирантуре Учреждения Российской академии наук Института биохимической физики им. Н.М. Полученный экспериментальный материал и его анализ являются результатом деятельности диссертанта. Формулировка основных выводов и научных положений проводилась совместно с руководителем д. Коварским . ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН. Разработка теоретических моделей для описания спектров парамагнитного индикатора проводилась совместно с руководителем д. Джеиаровым Ф. С. ИТЭФ им. А.И. Алиханова. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, включающего 8 наименований. Материал диссертации изложен на 5 страницах, содержит рисунка и таблиц. ГЛАВА I. Нанообъекты это физический объект, сильно отличающийся по свойствам от соответствующего массивного материала и имеющий как минимум один из размеров в нанодиапазонс. Структуры нанометрового размера занимают промежуточное место между атомамимолекулами и массивными материалами 4, 9, . Основной причиной изменения их свойств является увеличение доли поверхностных атомов, находящихся в иных условиях, чем атомы объемной фазы. Магнитные наночастицы состоят из трех функциональных частей магнитное ядро, поверхностныйслой и внешнее функциональное покрытие. В центре магнитного носителя располагается магнитное ядро, наличие которого позволяет проводить манипуляции с наночастицами с помощью внешнего магнитного поля. В качестве материала для магнитного ядра могут использоваться ферро, ферри и антиферромагнетики. К ним относятся, некоторые элементы с незаполненными Зс1или 4Гэлектронными оболочками, атомы или ионы которых обладают магнитными моментами. Ферромагнетики это в основном металлы и сплавы Ре, Со, 1 и Си, редкоземельных элементов РЗЭ 1, Бгп, Ос1, ТЬ, Оу и др. Мп и Сг, например, МпВц МпА1, СгР1 ферримагнетики ферритышпинели МРе4 М Ре, 1, Со, Мп, , 7п, Си, ферритыгранаты К3Ре,2 К РЗЭ, гексаферриты РЬБеОю, Вап2Р и др. КРе2, ЯСо5, БРе и др. Со, никель 1, неодимжелезобор ЫбхРеуВ7 и др. РЗЭ и их соединения могут обладать большей намагниченностью, однако эти материалы могут подвергаться окислению и быть токсичными для человека . Магнитные наночастицы могу т быть получены осаждением металлов из их паров , механическим измельчением или синтезированы химически . Одной из основных характеристик магнитного состояния макроскопического физического тела является намагниченность . V его объм. Единица измерения намагниченности в Международной системе
единиц СИ1 Ам, в гауссовой системе единиц СГС ЭргГссм 1 ЭргГссм3 3 Ам. Остановимся несколько подробнее на магнитных свойствах малых ферромагнетиков 9. Магнитные свойства наночастиц зависят от многих параметров размеров, структуры, кристалличности, формы, температуры и др. Особенности магнитных свойств ианочастиц связаны с их малыми размерами и обусловлены наличием у них свойства однодоменности и суперпарамагнетизма.