Efectos de tamaño en nanopartículas CoO core/CoFe2O4 shell

GABRIEL LAVORATO; ENIO LIMA JR.; DINA TOBIA; ELIN WINKLER; HORACIO TROIANI; ROBERTO ZYSLER

S. C. de Bariloche

Congreso; 98 Reunión Nacional de Física; 2013

En los últimos años nuevos métodos de síntesis de materiales permitieron el desarrollo de nanopartículas magnéticas multicomponentes. Entre otras aplicaciones, la combinación de materiales, con distinto orden y anisotropía magnética, fue propuesta para el desarrollo de imanes permanentes y materiales para almacenamiento magnético de datos. En éstos se busca aprovechar el acoplamiento magnético de intercambio entre las fases para superar el límite superparamagnético impuesto por la reducción de tamaños. En este trabajo se fabricaron y estudiaron nanopartículas core/shell de CoO/CoFe2O4 sintetizadas mediante descomposición de organometálicos en solventes orgánicos con ácido oleico y oleilamina como surfactantes. Variando los parámetros de síntesis fue posible modificar el tamaño medio de las mismas obteniendo nanopartículas entre 5 y 11 nm de diámetro. La estructura de las partículas se estudió mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión. Las propiedades magnéticas fueron analizadas a través de mediciones convencionales de magnetización DC y resultaron fuertemente dependientes del tamaño. En partículas de  7 nm de diámetro el campo coercitivo aumenta fuertemente en relación a partículas monofásicas de CoFe2O4 debido a la interacción de intercambio en la interfaz, alcanzando un valor de HC = 27,8 kOe a 5 K con una temperatura de bloqueo media de TB~240 K. A su vez, partículas más grandes de ~11 nm de diámetro permiten obtener un sistema con mayor temperatura de bloqueo a expensas de un menor campo coercitivo a bajas temperaturas, mientras que partículas más pequeñas de ~5 nm de diámetro se presentan en régimen superparamagnético a temperatura ambiente. Los resultados fueron interpretados según las teorías actuales y se discute el efecto de los distintos tamaños sobre el comportamiento magnético del material en vistas de las posibles aplicaciones.