Synthèse par chimie douce et caractérisation de poudres et de films nanocristallins de ferrites mixtes de Ni - Zn : études des propriétés magnétiques statiques

par Zyed Beji

Thèse de doctorat en Surfaces, interfaces, réactivité, adhésion

Sous la direction de Fernand Fiévet.

Soutenue en 2008

à Paris 7 .


  • Résumé

    Les ferrites Ni-Zn sont des matériaux importants pour les applications fréquentielles. La préparation de ces matériaux sous forme de films et la compréhension de leurs propriétés magnétiques statiques en relation avec leur structure et leur microstructure constituent une étape primordiale pour la maîtrise de leurs propriétés magnétiques dynamiques. Des poudres et des films nanocristallins Ni ₁₋xZnxFe₂O₄ ont été préparés par le procédé polyol. L'optimisation des conditions de synthèse nous a permis d'obtenir des particules fines et monodisperses, ainsi que des films nanocristallins d'épaisseur micrométrique. La structure nanocristalline des films est confirmée par diffraction X et par microscopie électronique. La caractérisation structurale des films et des nanoparticules de Ni ₁₋xZnxFe₂O₄montre une répartition des cations dans la maille spinelle différente de celle thermodynamique stable. Après un traitement thermique à 400°C un retour progressif à la structure thermodynamique stable est observé. L'étude des propriétés magnétiques de ces poudres et ces films montre que ceux-ci sont superparamagnétiques à température ambiante. Alors que l'aimantation des poudres est proche de celle des matériaux massifs, celle des films est faible. Cette différence dans les propriétés magnétiques est attribuée à la densification des films par la formation d'interfaces entre les nanoparticules déposées sur le substrat lors de la pulvérisation du sol utilisé ainsi qu'à l'apparition d'un comportement coopératif. Un traitement thermique à 400°C peut participer à l'amélioration des propriétés magnétiques des films. Malheureusement dernier entraîne une forte instabilité morphologique.

  • Titre traduit

    Synthesis and characterization of nanocristalline nickel-zinc ferrite powders and films : Study of their static magnetic properties


  • Résumé

    Ni-Zn soft ferrite thin films are promising materials for many applications in the hyperfrequency field. The preparation of nanocristalline films based on these materials and the comprehension of their static magnetic properties related to their structure and microstructure are primordial to control their dynamic magnetic properties and consequently, to integrale them, in an optimized way, as miniaturized devices. Ni₁₋xZnxFe₂O₄ powder and films have been prepared by the polyol method. Synthesis optimization allowed us to have fine and monodispersed nanoparticles. Films of micrometric thickness were obtained as well. Nanocristalline film structure was confirmed by X ray diffraction and also by transmission electronic microscopy. EXAFS and Mössbauer experiments conducted on the as-produced powders and films show that their structure is different from the thermodynamically stable one. Magnetic studies of the powder and the Ni ₁₋xZnxFe₂O₄ films showed that they present a superparamagnetic behaviour at room temperature. While powder magnetization was relatively high and close to bulk materials, film magnetization was low. This behavior was due to the film densification with interface formation between the nanocristals (such as grain boundaries) and also to the installation of cooperative phenomena. Our study proved that the thermal treatment does not take part in the improvement of the film magnetic properties.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (230 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 358 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2008) 203
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.