E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης

Αρχική Αναζήτηση

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Εντολή Αναζήτησης : Συγγραφέας="Βασιλικογιαννάκης" Και Συγγραφέας="Γεώργιος"

Τρέχουσα Εγγραφή: 14 από 75

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000448924

Τίτλος

Ρύθμιση απόκρισης νανοκρυστάλλων οξειδίων του σιδήρου : έλεγχος διαταραχών δομής και μαγνητικά οδηγούμενη λειτουργικότητα

Άλλος τίτλος

Optimization of iron oxide nanocrystals' response: structural disorder control and magnetically-mediated functionalities

Συγγραφέας

Αντωναρόπουλος, Γεώργιος Λ.

Σύμβουλος διατριβής

Τρικαλίτης, Παντελής
Λάππας, Αλέξανδρος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Αρματάς, Γεράσιμος
Βασιλικογιαννάκης, Γεώργιος
Δημάδης, Κωνσταντίνος
Μήλιος, Κωνσταντίνος
Φρουδάκης, Γεώργιος

Περίληψη

Η παρούσα διατριβή επιχειρεί μία διερεύνηση των δυνατοτήτων σύνθεσης, μορφοποίησης και χημικής τροποποίησης κολλοειδών νανοκρυσταλλικών σωματιδίων οξειδίων του σιδήρου,μεγέθους μικρότερου των 20nm, που υιοθετούν την χαρακτηριστική δομή πυρήνα κελύφους(core-shell), αλλά κυρίως μελετά σε βάθος τη δομή των παραγόμενων νανοκρυστάλλων και τη σύνδεση των μορφολογικών και δομικών χαρακτηριστικών τους με την μαγνητική συμπεριφορά αυτών. Τα σωματίδια αυτάαποτελούνται από έναν αντισιδηρομαγνητικό (AFM)πυρήνα κρυσταλλικής δομής τύπου ορυκτού άλατος και ένα σιδηριμαγνητικό (FiM)κέλυφος δομής σπινελίου. Η συνύπαρξη αυτή σε μία μαγνητική ετεροδομήείναι σκόπιμη,καθώς η αλληλεπίδραση μεταξύ των μαγνητικών φάσεων AFM-FiM, μέσω φαινομένων σύζευξης-ανταλλαγήςτων σπιν στη διεπιφάνεια των δύο κρυσταλλογραφικών φάσεων οδηγεί σε ένα τεχνολογικά εκμεταλλεύσιμο φαινόμενο, γνωστό ως«πόλωση ανταλλαγής» ή«exchangebias». Μεταξύ άλλων, αξιολογείται η δυνατότητα χρήσης τέτοιων συστημάτων στα πλαίσια μίαςσημαντικήςβιοϊατρικήςεφαρμογής, της μαγνητικής υπερθερμίας, που αποτελεί μία πολλά υποσχόμενη θεραπευτική προσέγγιση για την αντιμετώπιση καρκινικών όγκων.Παρουσιάζεται η συστηματική προσπάθεια που έγινε να κατανοηθούν οι μηχανισμοί με τους οποίους μπορεί να ελεγχθεί η μαγνητικά επαγόμενηθερμική απόκρισητων νανοκρυστάλλων, ρυθμίζοντας το σχήμα, τη δομή και τη χημική σύστασή τους. Για να επιτευχθεί η βέλτιστη απόκριση, απαιτείται να επιτευχθεί μία λεπτή ισορροπία μεταξύ μαγνήτισης και μαγνητικής ανισοτροπίας. Η ανισοτροπία μπορεί να εισαχθεί στο σύστημα ως ανισοτροπία σχήματος και επιφανείας, ανισοτροπία ανταλλαγής (λόγω φαινομένων ανταλλαγής σε διεπιφάνειες) και ως μαγνητοκρυσταλλική ανισοτροπία. Γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στον τρόπο με τον οποίο οι ατομικές κρυσταλλικέςδομικές ατέλειες μπορούν να λειτουργήσουν ως κέντρα ακινητοποίησηςσπιν, λόγω δημιουργίας μη αντισταθμισμένων μαγνητικών στροφορμών. Οι δομικές ατέλειες σε αυτά τα συστήματα συναντώνται κυρίωςμε τηνμορφή κενών πλεγματικών θέσεων μεταλλικών ιόντων, τόσο στον πυρήνα, όσο και στο κέλυφος (οκταεδρικά ή τετραεδρικά διατεταγμένες θέσεις ως προς τα γειτονικά άτομα οξυγόνου στο σπινέλιο)και ποικίλουν ανάλογα με το σχήμα και το μέγεθος του σωματιδίου.Αυτά τα κέντρα μπορούν να συνεισφέρουν περαιτέρω στηνανισοτροπία ανταλλαγής που προκύπτει απότηνδιεπιφάνεια και είναι εντυπωσιακό ότι ακόμα και σε νανοκρυστάλλους μίας μαγνητικής φάσης (FiMσπινελίου) μετρήθηκε πειραματικά αξιοσημείωτη πόλωσηανταλλαγής. Η ενσωμάτωση στο κρυσταλλικό πλέγμα ενός ιόντος υποκατάστασης (ιόντα σιδήρου υποκαταστάθηκαν από ιόντα κοβαλτίου σε διάφορα ποσοστά) ανέδειξε, εκτός από την σχεδιαζόμενη ενίσχυση της μαγνητοκρυσταλλικής ανισοτροπίας, έναν δρόμο για την ρύθμιση της δομής του συστήματος, συγκεκριμένα του σχετικού λόγου πυρήνα-κελύφους, τουπλήθους των κενών πλεγματικών θέσεων και της διασποράςαυτών σε πυρήνα και κέλυφος.Για την μελέτη της δομής χρησιμοποιήθηκε ένα ισχυρό εργαλείο, η καινοτόμα τεχνική της ανάλυσης πειραματικών δεδομένων που ελήφθησαν από σκέδαση ακτίνων Χ μεακτινοβολία σύγχροτρου με την συνάρτηση PairDistributionFunction(PDF).Ελήφθησαν υπόψη προσομοιώσεις με την μέθοδο MonteCarloπου βασίστηκαν σε θεωρητικά μοντέλα αντίστοιχων νανοκρυσταλλικώνσυστημάτων, ώστε σε συνδυασμό με τα πειραματικά αποτελέσματανα κατανοηθεί πλήρως η επίδραση που έχει η δομή των σωματιδίων στον μαγνητισμό. Η επακριβής γνώση των μηχανισμώνπου εμπλέκονται στην ρύθμιση της μαγνητικής απόκρισης αυτών των νανοκρυστάλλων, ανοίγει το δρόμο για τη σχεδίαση παρόμοιων συστημάτων με ρυθμιζόμενη λειτουργικότητα. Για την περίπτωση της μαγνητικής υπερθερμίας συγκεκριμένα,προτείνεται ένα νανοκρυσταλλικό σύστημα που σε αυτό το εύρος μεγεθών αναμένεται να έχει την βέλτιστη μαγνητικά επαγόμενη θερμική απόδοση.

Φυσική περιγραφή

xiv, 362 σ. : έγχ. εικ., πίν. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Ελληνικά

Θέμα

Cobalt ferrites

Colloidal magnetic nanoparticles

Core-shell nanocrystals

Crystal structure distortions

Defects

Exchange bias

Iron oxides