Estudo dos acoplamentos magnéticos em nanoestruturas CoFe2O4@CoFe2 dispersas em matriz de Ag

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Pinheiro, Antônia Veruska Benevides
• Orientador(a): Medeiros, Suzana Nobrega de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Nanocompósito; Núcleo-casa; Exchange spring; Plots de Henkel; Exchange bias
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32245

Usando o método de coprecipitação foram sintetizadas amostras (precursoras) do nanocompósito CoFe2O4-Ag variando a concentração de CoFe2O4. Estas amostras foram submetidas à redução térmica, sob atmosfera de H2 a 350 ◦C, por diferentes tempos a fim de obtermos uma nanoestrutura núcleo-casca da CoFe2O4@CoFe2 dispersa na matriz de Ag. Através de difratometria de raios X observou-se a formação das fases CoFe2O4, CoFe2 e Ag, onde os picos da CoFe2 (casca) se tornam mais evidentes para amostras reduzidos por um tempo mais prolongado. Os refinamentos Rietveld forneceram valores para os tamanhos das nanopartículas de CoFe2O4 (núcleo). Com o acréscimo de 30 para 90 minutos no tempo de redução o núcleo diminui. Esta diminuição também foi observada em imagens de microscopia eletrônica de transmissão, em torno de 0,5 nm. Enquanto isso, a espessura da casca (δCF ) passa de 2,5 nm para 3 nm entre as amostras com menor concentração de CoFe2O4 reduzidas por 30 e 90 minutos, respectivamente. As nanopartículas de Ag, nas amostras precursoras, apresentam diâmetros de 11 nm, mas este valor aumenta para ≈ 15 – 20 nm após o tratamento térmico. As medidas de magnetização, em 300 K, revelam uma diminuição no campo coercivo (Hc) à medida que δCF aumenta, e o comportamento das curvas sugere um acoplamento do tipo exchange spring. Foi elaborado um modelo fenomenológico para descrever o comportamento das interações magnéticas em relação à distância entre as nanopartículas núcleo casca, Dnc, a partir das análises dos plots de Henkel e gráficos de δm, que são obtidos através da relação entre as magnetizações remanentes inversa e direta. Para Dnc pequena há uma maior contribuição das interações dipolares. Quando Dnc aumenta as interações de troca são mais pronunciadas, pois a contribuição devido ao acoplamento na interface núcleo-casca é evidenciada. Medidas de magnetização em função do Campo em 4 K via zero field cooling e field cooling sob um campo de resfriamento de 1 T exibem um deslocamento horizontal nas curvas. Este deslocamento pode ser atribuído ao congelamento de spins na interface núcleo-casca, fazendo surgir um campo de exchange bias (HEB). Verificou-se que o HEB em amostras com menor δCF é aproximadamente o dobro do apresentado em amostras com δCF mais espessas. Sendo este incremento em HEB relacionado à razão da área superficial de uma camada desordenada com o volume da camada ferromagnética.