Nanopartícules magnètiques en matrius de sílice

Author

Gich Garcia, Martí

Director

Molins i Grau, Elies

Roig Serra, Anna

Date of defense

info:eu-repo/date/embargoEnd/2011-07-19

2006-03-03

ISBN

9788469416259

Legal Deposit

B-29252-2011

Pages

214 p.



Department/Institute

Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física

Abstract

En aquest treball s’han estudiat diferents aproximacions a la síntesi de compòsits de nanopartícules magnètiques en matrius de sílice de tipus aerogel o xerogel. Així, s’han obtingut materials amb propietats molt diferents tant pel que fa al seu magnetisme (materials durs o tous), a les seves propietats òptiques (transparents, opacs, anisotròpics) o la seva densitat, i se n’han estudiat algunes de les seves possibles aplicacions magnetoòptiques. Les matrius de sílice en forma de xerogel també s’han fet servir per a estabilitzar, gràcies al confinament, l’ε-Fe2O3, un polimorf metastable d’óxid de Fe (III) molt poc conegut. S’ha fet una caracterització de les propietats magnètiques del material i s’ha vist que la seva temperatura de Curie és de 510 K i que a temperatura ambient és un ferrimagnet colineal amb una imantació moderada (20 emu/g a saturació) i una anisotropia magnètica elevada que fan que la seva coercitivitat sigui molt elevada per a un òxid de Fe (20 kOe). Entre 150 i 80 K l’ε-Fe2O3 presenta una transició de fase magnètica i estructural de segon ordre que té com a resultat l’aparició d’una estructura magnètica incommensurada de tipus "ona quadrada". S’ha posat de manifest que coincidint amb aquesta transició de fase, el material presenta un acoblament magnetoelèctric.


In this Thesis, different approximations to the synthesis of composites of magnetic nanoparticles in silica aerogel or xerogel matrices have been studied. In particular, we have obtained materials with a range of different properties regarding its magnetism (hard or soft magnetic materials), optical properties (transparent, opaque, anisotropic) or density and we have studied its potential magneto-optical applications. The xerogel matrices have also been used to stabilize by confinement a rare iron (III) oxide polymorph, the ε-Fe2O3, which has not been much studied so far. The magnetic properties of the polymorph have been studied in detail and it has been established that it has a Curie temperature of 510 K. At room temperature, it presents a collinear ferromagnetic order with a moderate magnetization (20 emu/g at saturation) and a large magnetic anisotropy which result in a huge coercivity of about 20 kOe. Between 150 and 80 K, ε-Fe2O3 presents a second order magnetic and structural transition to a “square-wave” incommensurate magnetic order. Concomitantly with this transition it has been shown that the material presents a magnetoelectric coupling.


En este trabajo se han estudiado diferentes aproximaciones a la síntesis de composites de nanopartículas magnéticas en matrices de sílice de tipo aerogel o xerogel. Así, se han obtenido materiales con propiedades muy distintas tanto en relación a su magnetismo (materiales duros o blandos), a les sus propiedades ópticas (transparentes, opacos, anisotrópicos) o a su densidad, y se han estudiado algunas de sus posibles aplicaciones magnetoópticas. Las matrices de sílice en forma de xerogel también se han utilizado para estabilizar, gracias al confinamiento, el ε-Fe2O3, un polimorfo metaestable de óxido de Fe (III) muy poco conocido. Se ha hecho una caracterización de sus propiedades magnéticas y se ha establecido que su temperatura de Curie es de 510 K y que a temperatura ambiente es un ferrimagneto co-lineal con una imantación moderada (20 emu/g a saturación) y una anisotropía magnética elevada que hacen que su coercitividad sea muy elevada para un óxido de Fe (20 kOe). Entre 150 i 80 K el ε-Fe2O3 presenta una transición de fase magnética y estructural de segundo orden que da lugar a una estructura magnética inconmensurable de tipo "onda cuadrada". Se ha puesto de manifiesto que coincidiendo con esta transición de fase, el material presenta un acoplamiento magnetoeléctrico.

Keywords

Nanopartícules; Magnetisme; Sol-gel

Subjects

538.9 - Condensed matter physics. Solid state physics

Knowledge Area

Ciències Experimentals

Documents

TMGG1de2.pdf

8.309Mb

TMGG2de2.pdf

9.546Mb

 

Rights

info:eu-repo/semantics/embargoAccess

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)