Název: Dispergované kobalt-chromitové nanočástice: lehká syntéza a velikostí řízený kolaps magnetizmu.
Dispersible cobalt chromite nanoparticles: facile synthesis and size driven collapse of magnetism
Autoři: Zákutná, Dominika
Matulková, Irena
Kentzinger, Emmanuel
Medlín, Rostislav
Su, Yixi
Nemkovski, Kirill S.
Disch, Sabrina
Vejpravová, Jana
Nižňanský, Daniel
Citace zdrojového dokumentu: RSC Advances, 2016, roč. 6, č. 109, s. 107659-107668. ISSN 2046-2069.
Datum vydání: 2016
Nakladatel: Royal Society of Chemistry
Typ dokumentu: článek
article
URI: http://hdl.handle.net/11025/25694
ISSN: 2046-2069
Klíčová slova: hydrotermální syntéza;CoCr2O4 nanočástice;spinová skla;strategie;katalyzátory;oxidy;teplota;hoření;Fulcher;fáze
Klíčová slova v dalším jazyce: hydrothermal synthesis;CoCr2O4 nanoparticles;spin-glasses;catalysts;oxide;temperature;combustion;strategy;Fulcher;phase
Abstrakt: Multiferotické oxidy mají enormní aplikační potenciál díky vzájemně vázané magnetické a dielektrické odezvě samostatného materiálu. Mezi nimi je jedinečný kobalt chromit se spin-indukovanou elektrickou polarizací uzamčenou ke směru magnetizace a směru šíření vektoru spirálové magnetické fáze. Povaha základního stavu magnetické struktury vede ke komplexnímu velikostně vázanému magnetickému chování, které se zhroutí při dosažení kritické velikosti částic. V naší práci jsme se zaměřili na přípravu samostatných kobalt chromitových nanočástic (NPs). Provedli jsme hydrotermální rozklad kobaltovo (II) / Cr (III), oleátů v systému voda / ethanol bez nutnosti dodatečné tepelné úpravy, který vedl ke stabilním kobalt chromovým nanočásticim o průměru 3,0(1)-4.2(1) nm a log normální rozdělení velikosti 12-16%. Velikost částic k dosažení kritické meze byla laděna reakční teplotou dosahující typicky 240 +/- 10 ° C. Připravené NP jsou potaženy kovalentně vázanou kyselinou olejovou a mohou být snadno dispergovány v nepolárních rozpouštědlech, což je činí vynikajícími kandidáty pro různé povrchové modifikace. NP byly studovány pomocí velkého množství technik: rentgenové práškové difrakce, transmisní elektronové mikroskopie, maloúhlového rentgenového rozptylu a vibrační spektroskopie. Vliv velikosti NP na magnetické vlastnosti byl také zkoumán v závislosti na teplotě a velikosti magnetického pole, měřena střídavá susceptibilita a difuzní rozptyl neutronů. Byl pozorován nástup kolektivního skelného stavu v důsledku kolapsu kuželového magnetického uspořádání na dlouhé vzdálenosti. Rovnoměrně rozložené kobalt chromité NP potažené kyselinou olejovou s velikostí 3-4 nm jsou vynikající prototypy pro studium velikostního účinku na magnetické (a feroické) vlastnosti materiálu a mohou být podrobeny rozmanité povrchové funkcionalizaci požadované pro jejich vložení do inteligentních nanostruktur a nanokompozitů.
Abstrakt v dalším jazyce: Multiferoic oxides have enormous application potential thanks to the mutually coupled magnetic and dielectric response embedded in a standalone material. Among them, the unique case is the cobalt chromite with spin-induced electric polarization locked to the magnetization direction and propagation vector of the spiral magnetic phase. The nature of the ground state magnetic structure gives rise to complex size dependent magnetic behaviour, which collapses when reaching a critical particle size. In our work, we focused on preparation of standalone cobalt chromite nanoparticles (NPs). We introduced hydrothermal decomposition of cobalt(II)/chromium(III) oleates in a water/ethanol system without need of additional thermal treatment, which lead to stable cobalt chromite nanoparticles with diameter of 3.0(1)-4.2(1) nm and log normal size distribution of 12-16%. The size at the edge of the critical limit was tuned by the reaction temperature reaching typically 240 +/- 10 degrees C. The as-prepared NPs are coated with covalently bonded oleic acid and can be easily dispersed in non-polar solvents, which makes them excellent candidates for custom surface modifications. The NPs were studied using a large number of characterization techniques: powder X-ray diffraction, transmission electron microscopy, small-angle Xray scattering, and vibrational spectroscopies. The impact of the size effect on the magnetic properties was also investigated by temperature and magnetic field dependent magnetization, a.c. susceptibility and diffuse neutron scattering. The onset of the collective glassy state due to the collapse of long range conical magnetic order was observed. The uniform cobalt chromite NPs coated with oleic acid with size of 3-4 nm are excellent prototypes for studying the size effect on magnetic (and feroic) materials, and can be subjected to manifold surface functionalization required for their embedding in smart nanostructures and nanocomposites.
Práva: Plný text není přístupný.
© Royal Society of Chemistry
Vyskytuje se v kolekcích:Články / Articles (CTM)
OBD

Soubory připojené k záznamu:
Soubor VelikostFormát 
43917424.pdf2,53 MBAdobe PDFZobrazit/otevřít


Použijte tento identifikátor k citaci nebo jako odkaz na tento záznam: http://hdl.handle.net/11025/25694

Všechny záznamy v DSpace jsou chráněny autorskými právy, všechna práva vyhrazena.