Magnetic properties of nanoparticles with Fe3O4 core and polymer coating

W poniższej pracy opisano badania przeprowadzone na dwóch nowych typach nanocząstek z rdzeniem Fe3O4 i otoczką polimerową (a - Fe3O4PVPA0:5K-b-PEG2K, b - Fe3O4PVPA0:5K-b-PEG1K).Wykonano pomiary ich właściwości magnetycznych. Potwierdzono ich superparamagnetyczną naturę. Wyznaczono temperatury blokowania które wyniosły odpowiednio:- Fe3O4PVPA0:5K (a) - 70K- Fe3O4PVPA0:5K-b-PEG1K (b) - 60KDopasowano funkcję Langevina do zależności stałoprądowych magnetyzacji, dzięki czemu zostały oszacowane rozmiary rdzeni nanocząstek (nanocząstki a - od 24 do 28 nm, nanocząstki b - od 15 do 20nm).Do zmiennoprądowej podatności magnetycznej zmierzonej w funkcji częstotliwości pola AC dopasowano model Cole-Cole, aby następnie korzystając z prawa Arrheniusa wyznaczyć czasy relaksacji oraz wielkość bariery energetycznej kolejno dla nanocząstek a i b:- Tau_0 = 4*10-4 s,DeltaE/kB = 175.7(2) K- Tau_0 = 2*10-5 s,DeltaE/kB = 412.2(2) KWyznaczone parametry alfa (od 0.6 do 0.8) mieszczą się w zakresie dla superparamagnetyków. Wyznaczony z zależności urojonej części podatności magnetycznej AC od temperatury parametr Mydosha wynosi dla nanocząstek a i b kolejno 0.084(1) oraz 0.074(1), co jest bliskie wartości typowej dla nanocząstek magnetycznych.In the following Thesis investigations of two new types of magnetic nanoparticles with Fe3O4 core and polymer coating (a - Fe3O4PVPA0:5K-b-PEG2K, b - Fe3O4PVPA0:5K-b-PEG1K) are described.Measurements of their magnetic properties were performed. Their superparamagnetic nature was confirmed. Blocking temperatures were determined which are as follows:- Fe3O4PVPA0:5K (a) - 70K- Fe3O4PVPA0:5K-b-PEG1K (b) - 60KLangevin function was fitted to dc magnetization versus field data, from which the nanoparticle core sizes were estimated (for a nanoparticles - from 24 to 28 nm, for b nanoparticles - from 15 to 20nm). AC magnetization versus frequency was measured and Cole-Cole model was fitted to the data, and using the Arrhenius law relaxation times and energy barriers were determined for both samples (a and b, respectively):- Tau_0 = 4*10-4 s,DeltaE/kB = 175.7(2) K- Tau_0 = 2*10-5 s,DeltaE/kB = 412.2(2) KThe obtained alpha parameters (from 0.6 to 0.8) are within the range typical for superparamagnets. The Mydosh parameter, derived from AC imaginary part versus temperature is, for a and b respecitvely, 0.084(1) and 0.074(1), which is close to the value typical for magnetic nanoparticles