Titelaufnahme

Titel
Preparation, characterization and magnetic properties of NiO nanoparticles / by Farrakh Shahzad
Verfasser/ VerfasserinShahzad, Farrakh
Begutachter / BegutachterinKnoll Peter ; Maurizio Musso
Erschienen2012
Umfang167 Bl. : 2 Zsfassungen ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Diss., 2012
Anmerkung
Zsfassung in dt. und in engl. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (GND)Nickeloxide / Nanopartikel / Magnetische Eigenschaft / Nickeloxide / Nanopartikel / Magnetische Eigenschaft / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-41032 Persistent Identifier (URN)
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Preparation, characterization and magnetic properties of NiO nanoparticles [15.1 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

NiO Nanopartikel wurden mit der Sol-Gel Methode mit Teilchengrößen von 4-210nm hergestellt und wruden mit XRD, TEM und EDX charakterisiert. FC/ZFC, Hysteresekurven und temperaturabhängige Magnetisierungsmessungen wurden mit einem SQUID Magnetometer gemessen. Normalerweise sind magnetische Messungen sehr empfindlich auf kleine magnetische Momente, aber sie geben nicht genügend Informationen über antiferromagnetisch geordnete Spin Paare. Andererseits zeigt Ramanstreuung an 2 Magnonen (2M) einen charakteristischen Peak, welcher von antiferromagnetisch orientierten Spins herrührt. Deshalb wurde Raman Spektroskopie im Temperaturbereich von 25K-300K zum ersten Mal im Vergleich zu SQUID-Messungen verwendet.Der 2M-Raman Peak zeigt starke Abhängigkeit von der Teilchengröße und der Temperatur. Bei sehr kleinen Teilchen (<40nm) wurde bei keiner Temperatur ein 2M-Signal gefunden, während sehr große Teilchen bei allen gemessenen Temperaturen (25K -300K) dieses Signal zeigen. Bei Teilchen mit mittlerer Größe konnte nur bei tiefer Temperatur das 2M-Signal nachgewiesen werden.Magnetische Messungen zeigen eine starke Zunahme des magnetischen Moments mit abnehmender Größe. Die Abhängigkeit von Temperatur und externem Feld zeigen paramagnetische und ferromagnetische Eigenschaften. Eine quantitative Schätzung macht es möglich, dass Oberflächen Spins signifikant beitragen.Es wird gefolgert, dass mit abnehmender Partikel Größe der Antiferromagnetismus verloren geht. Dieses Verhalten wird nicht nur von dem verschwindenden 2M Peak in den Raman Messungen sondern auch durch einer Erhöhung, der 111 Gitterabstände aus Röntgenmessungen untermauert. Die nicht antiferomagnetisch angeordneten Spins zeigen die Tendenz sich ferromagnetisch zu orientieren und könnten an der Oberfläche angesiedelt sein. Bei Partikeln mit einer Größe kleiner als 40nm bleiben die Spins ungerichtet teils mit paramagnetischen Eigenschaften und teils in einem gefrorenen Zustand wie im Spinglas.

Zusammenfassung (Englisch)

NiO nanoparticles are prepared by a Sol-gel method within a size range of 4-210nm and are well characterized by XRD, TEM and EDX analysis. FC/ZFC, hysteresis curves and temperature dependent magnetization measurements are performed by SQUID magnetometer. Usually, magnetic measurements are very sensitive to small magnetic moments but are not sensitive to antiferromagnetically ordered spin pairs. On the other hand, magnetic Raman spectroscopy shows a strong 2-magnon peak (2M) which is very characteristic for antiferromagnetically aligned spins. Therefore, Raman spectroscopy is used in this research study within a temperature range of 25-300Kin comparison with SQUID measurements for the first time.In Raman measurements the 2M feature depends on crystallite size and temperature. The 2M signal is not observed for small sizes (<40nm) at any temperature but for very large sizes this peak is observed in the whole temperature range of 25-300K. For some samples of intermediate crystallite size this peak is not observed at room temperature but appears at lower temperatures. Magnetic measurements exhibit a strong increase of magnetic moments with decreasing sizes. The dependence on temperature and external field show a paramagnetic and ferromagnetic like behavior. A quantitative estimate makes it possible that surface spins significantly contribute.It is concluded that with decreasing particle size the antiferromagnetism is lost. This behavior is not only demonstrated by the vanishing 2M peak in Raman spectroscopy but also by an increase in 111 plane distance obtained from x-ray scattering. The not antiferromagnetically aligned spins show a tendency to order ferromagnetically in an order of amount comparable with the number of surface spins. In particles with sizes less than 40nm it is very likely that the remaining spins stay unoriented in part with paramagnetic properties and in another part in a frozen state like a spin glass.