Röntgenabsorptionsspektroskopie an Fe-Oxid-Nanopartikeln

Dateibereich 32972

21,91 MB in einer Datei, zuletzt geändert am 08.05.2013

Dateiliste / Details

DateiDateien geändert amGröße
Dissertation_Warland.pdf08.05.2013 11:17:1921,91 MB
Funktionalisierte Fe-Oxid-Nanopartikel in wässriger Lösung sind bei medizinischen Anwendungen weit verbreitet. Für einen erfolgreichen Einsatz dieser Partikel ist eine hohe Sättigungsmagnetisierung erforderlich. Diese ist reduziert, wenn verkantete Oberflächenspins in den Partikeln vorhanden sind oder Oxidationseffekte auftreten. Bezüglich dieser Eigenschaften wurden Fe3O4 -Nanopartikel mit Durchmessern zwischen 3 nm und 9 nm in dieser Arbeit untersucht. Die Partikel wurden nasschemisch synthetisiert und sind in Ethanol dispergierbar. In ferrimagnetischem Fe3O4 (Magnetit) unterscheiden sich die Fe-Ionen in ihrer Valenz und und in ihrem Gitterplatz. XMCD-Spektroskopie an den Fe L 3,2 -Absorptionskanten ermöglicht eine Trennung der Beiträge der Fe 2+ - und Fe 3+ -Ionen auf den tetraedrischen bzw. oktaedrischen Plätzen. Somit kann durch feldabhängige Messungen der XMCD-Asymmetrie das Verkantungsverhalten nicht nur größenabhängig, sondern auch in Abhängigkeit von ihrem Gitterplatz untersucht werden. Die Spinverkantung der 6-nm-Partikel ist an den drei inäquivalenten Gitterplätzen gering und ändert sich auch durch die Beschichtung mit SiO2 nicht. Die Messergebnisse zeigen weiter, dass die Spinverkantung der 3 nm großen Partikel am deutlichsten ist. Zudem fanden wir Hinweise, dass die Verkantung überwiegend an dem Gitterplatz der Fe 2+ -Ionen auftritt. XAS-Messungen an den Partikeln direkt in Dispersion zeigten, dass die unbeschichteten Partikel nicht über mehrere Tage in Lösung stabil sind, sondern weiter oxidieren. Dagegen bleibt bei einer Umhüllung mit einer 3 nm dicken SiO2 -Schicht ein hoher Magnetitanteil erhalten. Neben dem medizinischen Anwendungsbereich sind die Magnetit-Nanopartikel auch für die Grundlagenforschung interessant. In volumenartigem Magnetit tritt bei ungefähr 120 K ein Phasenübergang auf, der als Verwey-Übergang bekannt ist. Temperaturabhängige XAS- und XMCD-Messungen deuten darauf hin, dass der Übergang in Nanopartikeln mit 6 nm Durchmesser bei einer reduzierten kritischen Temperatur auftritt. Bei Partikeln mit einer SiO2 -Hülle traten die charakteristischen Sprünge in den Signalamplituden nicht mehr auf.
Lesezeichen:
Permalink | Teilen/Speichern
Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Physik » Experimentalphysik
Physics and Astronomy Classification Scheme:
70. Condensed matter: electronic structure, electrical, magnetic, and optical properties
Dewey Dezimal-Klassifikation:
500 Naturwissenschaften und Mathematik » 530 Physik
Stichwörter:
Magnetismus, Nanopartikel, XMCD, Verwey-Übergang
Beitragende:
Prof. Dr. Wende, Heiko [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr Schneider, Claus M. [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Promotionsantrag am:
23.01.2013
Dateien geändert am:
08.05.2013
Datum der Promotion:
11.04.2013
Medientyp:
Text