Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Magnetyczne i spektroskopowe właściwości układów Fe-M-V-O (M= Co, Cu, Mg, Mn i Zn) Instytut Fizyki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Magnetyczne i spektroskopowe właściwości układów Fe-M-V-O (M= Co, Cu, Mg, Mn i Zn) Instytut Fizyki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w."— Zapis prezentacji:

1 Magnetyczne i spektroskopowe właściwości układów Fe-M-V-O (M= Co, Cu, Mg, Mn i Zn) Instytut Fizyki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie mgr inż. Grzegorz Żołnierkiewicz promotor prof. dr hab. Niko Guskos

2 - Metody syntezy - Zestawienie wykonanych pomiarów - Struktura na podstawie wyników badań dyfrakcji neutronów - Wyniki pomiarów podatności magnetycznej - Wyniki pomiarów zależności widm EPR (f=9.46 GHz) od temperatury oraz interpretacja parametrów opisujących to widmo - Podsumowanie Plan wystąpienia

3 Reakcja syntezy Z tlenków w atmosferze powietrza 3 MO + 2 Fe 2 O V 2 O 5 = M 3 Fe 4 (VO 4 ) 6 Z wanadanów w atmosferze powietrza 4 FeVO 4 + M 3 (VO 4 ) 2 = M 3 Fe 4 (VO 4 ) 6

4 Składniki są mielone, prasowane w pastylki i ogrzewane. Następnie ponownie mielone, prasowane w pastylki i ogrzewane, procedura ta jest powtarzana kilkakrotnie. W każdym następnym procesie próbka jest ogrzewana do wyższej temperatury. Procedura syntezy

5 Podatność magnetyczna związku w zakresie temperatur K została zbadana w Instytucie Fizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie

6 Pomiary dyfrakcji neutronów dla związków Mg 3 Fe 4 V 6 O 24, Mn 3 Fe 4 V 6 O 24 i Zn 3 Fe 4 V 6 O 24 dla temperatur 10 K i 290 K wykonano w Frank Laboratory of Neutron Physics, Dubna, Russia

7 Na podstawie współrzędnych atomów w komórce elementarnej uzyskanych z wyników pomiarów dyfrakcji neutronów wykonano wizualizację struktur związków. Struktura zostanie przedstawiona na przykładzie związku Mn 3 Fe 4 V 6 O 24.

8 Związki M 3 Fe 4 V 6 O 24 krystalizują w trójskośnej grupie przestrzennej P-1. W ich strukturze można wyróżnić następujące elementy: - wielościany M(1)O 6 (oznaczone jako Mn1) - bipiramidy trygonalne M(2)O 5 (oznaczone jako Mn2) - ośmiościany M(3) O 6 i M(4) O 6 (oznaczone jako Fe1 i Fe2) - izolowane czworościany VO 4 M(1)=100% Mn M(2)= 80% Mn M(3)= 96% Fe M(4)= 84% Fe

9 Różne otoczenie dimerów żelaza Α.Bezkrovnyi, G.Zolnierkiewicz, et al. Materials Science –Poland, Vol. 23, No. 4 (2005) 883.

10 Wzajemne położenie i połączenie dimerów żelaza

11 Podatność magnetyczna χ Χ – określa odpowiedź materiału na przyłożone pole magnetyczne H a M – moment magnetyczny przypadający na jednostkę objętości indukowany w materiale przez przyłożone pole H a

12 Prawo Curie-Weissa C – stała Curie θ – temperatura Curie-Weissa uporządkowanie: paramagnetycze θ=0 ferromagnetyczne θ >0 antyferromagnetyczne θ < 0

13 Wyniki pomiarów podatności magnetycznej dla związku

14 © C. Rudowicz Zjawisko elektronowego rezonansu magnetycznego Widmo absorpcji Pochodna widma absorpcji

15 h – stała Plancka ν – częstotliwość promieniowania g – współczynnik rozczepienia Zeemanowskiego ( dla swobodnego elektronu) μ B – magneton Bohra B – przyłożone magnetyczne pole rezonansowe Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny warunek rezonansu różnica energii pomiędzy rozszczepionymi poziomami energetycznymi energia kwantu promieniowania

16 Kształt widma EPR 9.46 GHz w temperaturze 290 K Parametry: - pole rezonansowe - szerokość linii widmowej - amplituda linii widmowej - częstotliwość mikrofali - kształt linii widmowej N.Guskos, G. Zolnierkiewicz et al. Materials Science-Poland, Vol. 23, No. 4, (2005) 923

17 Wyniki badań EPR 9.46 GHz w zakresie temperatur 90 – 290K

18 Wyniki badań EPR 9.46 GHz w zakresie temperatur 90 – 290K

19 Wyniki badań EPR 9.46 GHz w zakresie temperatur 90 – 290K

20

21 I int =Amp*(dH) 2 - proporcjonalna do statycznej podatności magnetycznej próbki Wyniki badań EPR 9.46 GHz w zakresie temperatur 90 – 290K

22

23 T*I int - proporcjonalny do kwadratu efektywnego momentu magnetycznego próbki Wyniki badań EPR 9.46 GHz w zakresie temperatur 90 – 290K

24 Dla swobodnego elektronu parametr g = W badanych związkach wartość parametru g różni się od tej wartości co świadczy o wpływie wewnętrznego pola magnetycznego B int zmieniającego warunki rezonansu.

25 ZwiązekMg 3 Fe 4 V 6 O 24 Cu 3 Fe 4 V 6 O 24 Zn 3 Fe 4 V 6 O 24 Mn 3 Fe 4 V 6 O K zakres temp K zakres temp Związek Mg 3 Fe 4 V 6 O 24 Cu 3 Fe 4 V 6 O 24 Zn 3 Fe 4 V 6 O 24 Mn 3 Fe 4 V 6 O 24 d 11 = d Fe1-Fe d 22 = d Fe2-Fe Δd =d 11 -d Wartości gradientu ΔB r / ΔT [mT/K] dla dwóch różnych zakresów temperatur Odległość w nm pomiedzy jonami żelaza (III)

26 Korelacja odległości pomiędzy jonami żelaza a gradientem ΔB r / ΔT

27 Wyniki badań EPR w zakresie temperatur 20 – 180K dla związku Mg 3 Fe 4 V 6 O 24

28 Wnioski - Pomiary dyfrakcji neutronów wykazały istnienie dwóch współistniejących podsieci magnetycznych - Zamiana jonu nie magnetycznego na jon magnetyczny powoduje bardziej złożony układ magnetyczny - Pomiary EPR i magnetyczne wskazują na dążenie do powstawania uporządkowania antyferromagnetycznego w wysokich temperaturach - Zaobserwowano istnienie współzawodnictwa oddziaływań magnetycznych

29 Dziękuję za uwagę


Pobierz ppt "Magnetyczne i spektroskopowe właściwości układów Fe-M-V-O (M= Co, Cu, Mg, Mn i Zn) Instytut Fizyki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w."

Podobne prezentacje


Reklamy Google