Strukturübergänge Eingebetteter Magnetischer Nanopartikel
Finanzierung: DFG, PO1275/2-1
Kooperation: Prof. H. Lichte, TU Dresden
Zusammenfassung
Die Untersuchung von strukturellen Phasenübergängen an magnetischen Nanopartikeln ist zurzeit Gegenstand intensiver Grundlagenforschung. Derartige Übergänge lassen sich gezielt erzeugen, wenn die Partikel kohärent in einen Wirtskristall eingebettet sind, bis hin zur Stabilisierung ansonsten in der Natur nicht vorkommender Phasen. Die hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie und -holographie in Kombination mit integralen Analysemethoden ermöglichen neue, unikale Einblicke in den Ablauf solcher Phasenübergänge auf atomarer Skale.
Das vorliegende Projekt SEMAN besteht aus zwei Teilen.
(i) Zum einen soll der strukturelle Übergang von der fcc- zur ferromagnetischen bcc-Phase eingebetteter Fe-Nanopartikel untersucht werden. Dabei stehen u.a. die magnetischen Eigenschaften des ansonsten schwer zu stabilisierenden fcc-Fe im Vordergrund der Analyse.
(ii) Zum anderen wird der Übergang von der ungeordneten fcc zur chemisch geordneten, magnetisch hochanisotropen fct-Phase von eingebetteten FePt-Nanopartikeln analysiert. Hierbei soll der Einfluss verschiedener Wirtgitter auf die Ordnungseinstellung untersucht werden.
Im Zusammenhang mit der Analyse von Magnetisierungskurven von ionenstrahlsynthetisierten Nanopartikeln wurde ein aus dem Preisach-Model basiertes Simulationsprogram (PREM 1.0) entwickelt. Unter diesem Link kann es heruntergeladen werden.
Abbildungen
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Eingebettete α-Fe-Nanopartikel in YSZ (Yttria-stabilisiertes ZrO2) untersucht mit Transmissionselektronenmicroskopie and -holographie
TEM |
TEH |
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| Das hochauflösende TEM erlaubt die Identifizierung der einzelnen α-Fe-Nanopartikel. | TEH zeigt magnetische Dipole um die einzelnen Nanopartikel (Kreise) |
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Simulation von zero field cooled / field cooled Magnetisierungskurven sowie magnetischen Hysteresen mittels PREM1.0. Beide Systeme habe die gleichen Hysteresen, allerdings ist das obere fluktuationsdominiert und das untere anisotropiedominiert.
Publikationen
Multiple ferromagnetic secondary phases in Fe implanted yttria stabilized zirconia
A. Shalimov, S. Q. Zhou, O. Roshchupkina, N. Jeutter, C. Baehtz, G. Talut, H. Reuther, K. Potzger
J. Appl. Phys. 108, 024907 (2010).
Fe nanoparticles embedded in MgO crystals
A. Shalimov, K. Potzger, D. Geiger, H. Lichte, G. Talut, A. Misiuk, H. Reuther, F. Stromberg, S. Q. Zhou, C. Baehtz, J. Fassbender
J. Appl. Phys. 105, 064906 (2009).
Memory effect of magnetic nanoparticle systems originating from particle size distribution
G. Zhang, K. Potzger, S. Q. Zhou, A. Muecklich, Y. C. Ma, and J. Fassbender
Nucl. Instrum. Meth. B 267, 1596 (2009).
Formation of metallic clusters in oxide insulators by means of ion beam mixing
G. Talut, K. Potzger, A. Muecklich, and Shengqiang Zhou
J. Appl. Phys. 103, 07D505 (2008).
Ion beam synthesis of Fe nanoparticles in MgO and yttria-stabilized zirconia
K. Potzger, H. Reuther, S. Q. Zhou, A. Mucklich, R. Grotzschel, F. Eichhorn, M. O. Liedke, J. Fassbender, H. Lichte, A. Lenk
