Preparation of magnetic nanostructures of chromites and their characterization

Abstract

Předložená Diplomová práce popisuje originální syntézu přípravy magnetických nanočástic oxidu kobaltnato-chromitého (CoCr2O4) dobře dispergovaných v nepolárních rozpouštědlech a popisuje strukturní, morfologické, fononové a magnetické vlastnosti. Zvláštní důraz je kladen na studium spirální struktury v nanočásticích CoCr2O4 připravených různými technikami jako je hydrothermální syntéza a metoda sol-gel . Nanočástice CoCr2O4 s průměrem v intervalu 3.0 - 4.1 nm jsou připraveny hydrotermální metodou. Poprvé byly připraveny nanočástice CoCr2O4 jednokrokovou syntézou bez následného žíhání, které jsou stabilní v nepolárních rozpouštědlech. Struktura připravených nanočástic byla upřesněna Rietveldovou analýzou. Velikost připravených nanočástic byla určena a porovnána pomocí různých charakterizačních metod jako jsou prášková rentgenová difrakce (PXRD), transmisní elektronová mikroskopie (TEM) a maloúhlový rozptyl rentgenového záření (SAXS). Přechod ze superparamagnetického (SPM) stavu do super spin glass-like (SSG) stavu byl studován magnetickými měřeními. Spinová dynamika a síla mezičásticových interakcí byla studována meřením střídavé susceptibility. Nanočástice CoCr2O4 s průměrem 26.9(1) nm byly připraveny metodou sol-gel. Pomocí magnetických měření byl určen přechod ze SPM do ferrimagnetického...

The present Diploma thesis provides an original synthesis for the preparation magnetic cobalt chromite nanoparticles (CoCr2O4 NPs) well dispersed in non-polar solvents and extensive structural, morphological, phonon and magnetic characterization. Particular emphasis is on determination of the spiral magnetic structure in CoCr2O4 NPs prepared by various procedures such as hydrothermal synthesis and sol-gel method. CoCr2O4 NPs with diameters in the range of 3.0 - 4.1 nm are prepared by high temperature hydrothermal method. For the first time, the CoCr2O4 NPs are stable in non-polar solvents and they are prepared by one-step synthesis without post treatment. The structure of prepared NPs is refined by Rietveld analysis. Size of prepared NPs is determined and compared using various techniques as powder X-ray diffraction (PXRD), transmission electron microscopy (TEM) and small angle X-ray scattering (SAXS). Magnetic measurements reveal the transition from superparamagnetic (SPM) state to super spin glass - like (SSG) state. From a.c. susceptibility measurements, the spin dynamics studies and strength of inter-particles interaction are investigated. CoCr2O4 NPs with mean diameter of 26.9(1) nm are prepared by sol-gel method. The magnetization measurements reveal the transition from superparamagnetic to...