Формування впорядкованих масивів магнітних наночастинок з використанням різних методів отримання

Автори О.В. Бездідько , І.В. Чешко , Д.М. Костюк , С.І. Проценко
Приналежність

Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

Е-mail serhiy.protsenko@elit.sumdu.edu.ua
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 15 травня 2019; у відредагованій формі 20 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання О.В. Бездідько, І.В. Чешко, Д.М. Костюк, С.І. Проценко, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03037 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03037
PACS Number(s) 68.55.Nq, 71.20.Be, 71.20.Eh
Ключові слова Наночастинки (31) , Fe3O4 (2) , NiFe2O4 (2) , CoFe2O4 (2) , Капання, Ленгмюр-Блоджет, Спін-коатинг, Магнітоопір (27) .
Анотація

Представлене порівняння одно- і багатошарових упорядкованих масивів магнітних наночастинок Fe3O4, NiFe2O4 та CoFe2O4 отриманих методами капання, Ленгмюра-Блоджет і спін-коатингу. Вивчена їх структура, морфологія поверхні, можливість використання у функціональних елементах гнучкої електроніки. Для дослідження структури отриманих шарів з НЧ використовувалися методи просвічуючої і скануючої електронної мікроскопії, а також атомно-силової мікроскопії. Формування провідної матриці зверху масиву НЧ відбувалося при термічному випаровуванні Cu або Ag у вакуумній камері при залишковому тиску атмосфери 10 – 3–10 – 4 Па. Без відпалу розмір наночастинок занадто малий, і вони знаходяться в суперпарамагнітному стані. У випадку NiFe2O4 відпал при температурі 1100 K призводить до утворення декількох фаз (Fe, Ni, FeNi3), тоді як НЧ Fe3O4 стають наночастинками Fe. Встановлено, що після високотемпературного відпалу при 1100 К спостерігаються сліди оксидів α-Fe2O3, що вказує на утворення тонкої оксидної оболонки на поверхні однофазних частинок. Безпосередня термічна обробка призводить до збільшення НЧ, що забезпечує збільшення кількості магнітного матеріалу в окремій частинці і, як наслідок, збільшення їх магнітного моменту. Метод Ленгмюра-Блоджет показав кращу ефективність для формування ідеально впорядкованих моно- і мультишарів. Однак цей метод є найбільш складним у використанні, малопродуктивним і нездійсненним для виробництва в промислових масштабах. У той же час метод капання показав свою ефективність, коли ідеальний моношар не є необхідністю. Метод спін-коатингу дозволяє отримувати різні структури, контролюючи швидкість обертання і концентрацію наночастинок. Отже, використання методу виправдано, якщо присутність моношару не є критичним, оскільки навіть при низьких концентраціях наночастинок утворення моношару не спостерігається. Максимальне значення магнітоопору, яке було отримано в матриці Ag, становить 12 %.

Перелік посилань