Dynamiques magnetiques et browniennes des nanoparticules d'un ferrofluide

par Florence Gazeau

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Régine Perzynski.

Soutenue en 1997

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Les ferrofluides sont des suspensions colloidales de nanoparticules, chaque grain etant un monodomaine magnetique. Leur dynamique est selon la gamme de frequence et la nature des grains dominee soit par des effets magnetiques, soit par des effets mecaniques. Les dynamiques magnetiques haute frequence, etudiees par resonance ferromagnetique et par diffusion quasielastique de neutrons, se revelent gouvernees pour des particules isoles de maghemite par des phenomenes de surface. En effet, les spins de surface des grains sont faiblement couples entre eux et presentent une dynamique de fluctuation. Ces excitations locales se gelent a basse temperature et subsiste une couche superficielle de structure desordonnee. Celle-ci conduit a un champ d'anisotropie de surface et a des champs locaux fortement distribues, qui dominent la dynamique de precession, observee par rfm, du coeur ferrimagnetique de la particule. Le moment magnetique global des particules de ferrite de cobalt est solidaire a basse frequence de leur mouvement mecanique au sein du fluide porteur en ecoulement. Nous etudions dans ce cas le couplage des degres de liberte magnetiques et hydrodynamiques. Sous champ magnetique et en presence d'une vorticite du fluide porteur, il apparait une composante de l'aimantation non colineaire au champ applique, conjointement avec une modification de la viscosite. La relaxation de l'aimantation lorsqu'on coupe le champ presente des oscillations dont la frequence est directement reliee a la vorticite. En champ alternatif, les particules jouent, selon les valeurs relatives de la frequence du champ et de la voriticite du fluide, le role de moteurs ou de generateurs a l'echelle du nanometre : cet effet se traduit macroscopiquement par une resonance de l'aimantation et un changement de signe de la viscosite de rotation.

  • Titre traduit

    Magnetic and brownian dynamics of nanoparticles in a ferrofluid


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  • Détails : 229 P.
  • Annexes : 236 REF.

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