Cacterização de nanoestruturas de CoFe2O4 produzidas por ablação por laser e estudo de propriedades magnéticas de nanopartículas interagentes

• Autor(a) principal: Fabris, Fernando
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6225
• topic: Nanopartículas magnéticas; Ablação por laser pulsado; CoFe 2 O4; Interação dipolar; Constituição da matéria; Magnetismo; Laser; Nanopartículas; Interação dipolar; Magnetic nanoparticles; Pulsed laser deposition; CoFe 2 O 4; Dipolar interaction

Neste trabalho foram realizadas caracterizações estruturais e magnéticas de nanoestruturas de CoFe2O4 e desenvolvido um modelo fenomenológico para descrever propriedades magnéticas de nanopartículas interagentes. As nanoestruturas foram produzidas por ablação por laser pulsado e caracterizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e varredura, e por magnetometria de amostra vibrante. De início foram produzidas nanopartículas de CoFe2O4 e estudadas as mudanças estruturais e magnéticas causadas por tratamentos térmicos em atmosfera de O2 As análises mostram a formação da fase espinélio do CoFe2O4, independentemente do tratamento térmico. Os efeitos estruturais causados pelo tratamento térmico foram associados às propriedades magnéticas das nanopartículas. Os resultados mostram que o tratamento térmico, além de alterar o diâmetro e a cristalinidade das nanopartículas, podem causar mudança na simetria da anisotropia magnética das nanopartículas, podendo esta ser uniaxial ou cúbica. Valendo-se da versatilidade da técnica de ablação por laser pulsado, foram produzidas outras nanoestruturas interessantes de CoFe2O4. Foi mostrado que pode-se alterar a morfologia das nanopartículas depositadas pela variação da pressão na câmara de deposição. Em altas pressões são formadas nanoestruturas muito porosas e com grande área superficial, e portanto, com um grandepotencial de aplicação em dispositivos. A outra nanoestrutura foi preparada alternando a deposição de nanopartículas de CoFe2O4 e filme de carbono amorfo. As altas tensões mecânicas internas geradas pelo carbono induzem anisotropia magnetoelástica nas partículas, devido o efeito de magnetostricção, elevando sua temperatura de equilíbrio térmico. Uma outra parte deste trabalho é dedicada ao estudo dos efeitos da intera- ção dipolar nas propriedades magnéticas de nanopartículas. Nesse estudo, foram investigadas as propriedades magnéticas de nanopartículas de Fe3O4 diluídas em parafina para 5 diferentes concentrações. As propriedades magnéticas das nanopartículas interagentes foram descritas usando um modelo fenomenológico desenvolvido com base na teoria de campo médio e modelo de anisotropia aleatória. O modelo foi usado para ajustar as curvas experimentais de magnetização nos modos ZFC e FC das nanopartículas de Fe3O4 diluídas em parafina. Os ajustes foram realizados considerando resultados estruturais e parâmetros relacionados a intensidade da interação entre as nanopartículas. Os efeitos das interações magnéticas também foram investigados em uma amostra de nanodots de Ni50Fe50 bem organizados em substrato de Si. Para descrever esses resultados, o nosso modelo foi adaptado para tratar de nanopartículas dispostas num plano. Para ambos os sistemas estudados, os ajustes estão em bom acordo com os dados experimentais. Essas análises forneceram uma descrição quantitativa dos efeitos da interação entre pequenas partículas e boa concordância com resultados de espalhamento de nêutrons de baixo ângulo publicados na literatura.