Skip to main content
SUPERVISOR
حسین احمدوند (استاد راهنما) احمد نوزاد کلی کند (استاد راهنما) هادی سلامتی مشهد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sayedreza Safdari
سیدرضا صفدری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Synthesis and study of structural and magnetic properties of Co/CoO/Co3O4 nanostructures
Exchange bias effect was first discovered in 1956 - 1957 by Meiklejohnand Bean in fine ferromagnetic (FM) Co particles with a shell of antiferro-magnetic (AFM) CoO. This effect is the shift of hysteresis loop along thefield axis and usually appears when FM/AFM hybrid system is cooled below the AFM Neel temperature in the presence of an external magnetic field. Since its discovery, extensive research has been devoted to exploring and understanding the exchange bias in many different systems such as bilayers, core-shell nanoparticles and inhomogeneous materials. The exchange bias effect has been extensively reported in Co/CoO and rarely reported in Co/Co3O4 bilayer thin film .This effect has been also observed in Co3O4 nanostructures in which the FM part comes from the particles/nanowires surface. In this study, we report the exchange bias in a nanostructure containing the both AFM cobalt oxides, CoO and Co3O4 . Co/Cobalt Oxide nanoparticles were synthesized using a mixture of cobalt acetate and polyvinyl acetate as precursors followed by heating between 300–600 °C. The structural characterization was performed by X-ray powder diffraction (XRD) and TG-DSC. The morphology and particle size distribution were determined from transmission electron microscopy (TEM(. magnetic measurements were carried out using a superconducting quantum interference device (SQUID, Quantum Design) magnetometer. The lower temperature sample (300 ? C) is composed of Co, CoO and Co3O4, while the higher temperature synthesis sample only contains Co3O4. All the samples exhibit exchange bias effect. The exchange bias is observed below 204 K (below the CoO blocking temperature) for the sample prepared at lower temperature (300 ? C), while for other samples (350-600 ? C), the effect is observed below 35 K (below the Neel temperature of Co3O4, TN =40 K). The roles of CoO and Co3O4 on the magnetic properties and the mechanisms governing exchange bias effect have been discussed.
اثر بایاس تبادلی اولین بار در بین سال‌های 1956-1957 توسط میکل‌جون و بین، در ذرات ریز فرومغناطیس کبالت (Co) با یک پوستة پادفرومغناطیس اکسید کبالت (CoO) کشف شد. این اثر عبارت است از جابجایی حلقه پسماند در راستای محور میدان، و معمولاً هنگامی رخ می‌دهد که یک ساختار با فصل مشترک FM/AFM را، در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی تا دمای پایین‌تر از دمای نیل فاز پادفرومغناطیس سرد کنیم. از زمان کشف این پدیده تحقیقات بسیاری جهت جستجو و فهم این پدیده در ساختارهای مختلف از قبیل هسته-پوسته، دولایه‌ای‌ها و مواد غیرهمگن انجام شده است. اثر بایاس تبادلی به طور گسترده برای ساختارهای Co/CoO گزارش شده است و در مورادی کمی برای لایه‌های نازک Co/Co 3 O 4 گزراش شده است. این اثر همچنین در نانوذرات Co 3 O 4 مشاهده شده است، که قسمت فرومغناطیس آن را به اثرات سطحی نانوذرات یا نانوسیم‌ها نسبت می‌دهند. در این پژوهش، ما اثر بایاس تبادلی را برای نانوساختارهایی که دارای هر دو فاز پادفرومغناطیس CoO و Co 3 O 4 گزارش می‌کنیم. نانوذرات کبالت/اکسید کبالت با استفاده از استات کبالت و پلی ‌وینیل استات به عنوان پیش‌ماده و بازپخت در دمای بین 300-600 درجه سانتی‌گراد ساخته شدند. مشخصه‌یابی ساختاری مواد ساخته شده با استفاده از تحلیل XRD و تحلیل گرانی‌سنجی (TG-DSC) انجام گرفت. همچنین ریخت‌شناسی و توزیع اندازة ذرات با استفاده از TEM مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه‌گیری‌های مغناطیسی بر روی مواد نیز توسط اسکوئید (SQUID) انجام گرفت. نمونة دمای پایینC) °300( از فازهای Co و CoO و Co 3 O 4 تشکیل شده است در حالی که نمونه دمای بالاتر C) °600( تنها از فاز Co 3 O 4 تشکیل شده است. اثر بایاس تبادلی در تمام نمونه‌ها مشاهده می‌شود. اثر بایاس تبادلی در نمونه C°300 دز زیر دمای 230 کلوین (دمای قفل‌شدگی فاز CoO) مشاهده می‌شود. در حالی که برای نمونه‌های با دمای بازپخت بالاتر در زیر دمای 35 کلوین(زیر دمای نیل فاز Co 3 O 4 ) مشاهده می‌شود. در این پژوهش نقش CoO و Co 3 O 4 در خواص مغناطیسی ساختارهای کبالت/اکسید کبالت و و سازوکار حاکم بر اثر بایاس تبادلی مورد مطالعه قرار گرفته است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی