Synthèse et étude des propriétés de nanoparticules magnétiques de type coeur-coquille

par Eliza-Diana Ciuculescu

Thèse de doctorat en Chimie organométallique et de coordination

Sous la direction de Catherine Amiens.

Soutenue en 2007

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Les nanoparticules (NPS) bimétalliques magnétiques de type cœur-coquille présentent un énorme potentiel d'application dû à l'éventail de propriétés envisageables pour ce type d'objets. Chaque application requiert des particules aux propriétés optimisées spécifiques ce qui nécessite d'une part le développement de méthodes de synthèse et d'autre part une étude approfondie de leurs propriétés. Au cours de cette thèse nous avons mis au point des méthodes de synthèse permettant l'obtention directe de NPS 3d/4d (ici Fe/Rh) de type cœur-coquille 3d@4d ou 4d@3d en renversant les cinétiques de réduction des précurseurs des éléments 3d ou 4d. Ainsi, sous dihydrogène, les atomes de fer sont engendrés plus rapidement que ceux de Rh (formation de NPs Rh@Fe) alors que le contraire est observé en présence de complexe amine-borane (d'où la formation de NPs Fe@Rh). Sur ce système qui combine un métal magnétique (Fe) et un métal magnifiquement polarisable (Rh) nous avons pu étudier l'influence de l'ordre chimique et de la structure (sondés par WAXS, EXAFS et XANES) sur les propriétés magnétiques des NPs par des mesures couplées SQUID, Mössbauer et XMCD. Nous avons dans un deuxième temps développé la synthèse de NPs d'alliage CoAl et utilisé la plus forte réactivité de l'aluminium vis-à-vis du dioxygène pour engendrer la ségrégation du Co et la formation d'alumine dans le but d'obtenir in fine de systèmes Co@Al2O3. Cette ségrégation a été suivie par des mesures d'aimantation au SQUID.

  • Titre traduit

    Synthesis and study of the physical properties of core-shell magnetic nanoparticles


  • Résumé

    Bimetallic magnetic nanoparticles (NPS) of core-shell type exhibit a huge potential of application due to the wide range of possible applications which can be envisaged for this type of objects. Each potential application requires particles of specifically optimised properties which requires on one hand, the development of synthesis methods and on the other, a thorough study of their properties. In this thesis we have developed methods allowing the direct synthesis of 3d/4d NPS (here Fe/Rh) of core-shell 3d@4d and 4d@3d type by reversing the kinetics of reduction of the 3d and 4d elements precursors. Under dihydrogen, iron atoms are produced faster than Rh atoms (hence formation of Rh@Fe NPs). The contrary is observed in the presence of an amine-borane complex (hence Fe@Rh NPs are formed). For these systems, which combine a magnetic metal (Fe) and a magnetically polarisable one (Rh), we have been able to study the influence of the chemical order and structure (evidenced by WAXS, XANES and EXAFS) on the magnetic properties of the NPs through SQUID, Mössbauer and XMCD measurements. In a second part we have developed the synthesis of NPs of CoAl alloy and used the higher reactivity of aluminium towards dioxygen to induce the segregation of Co and the formation of alumina in order to obtain in fine systems of Co@Al2O3 type. This segregation was followed by magnetisation measurements with a SQUID magnetometer.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (206 p.)
  • Annexes : Bibliogr. à la fin des chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007TOU30226
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