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Magnetism in 1D metallic clusters grown inside single-walled carbon nanotubes
Juan Antonio Briones León
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Thomas Pichler
DOI
10.25365/thesis.30472
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29896.73391.141363-6
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Eines der Herstellungsverfahren für Nanomagnete ist ausgerichtete einwandige Kohlenstoffnanoröhren (EWKNR) mit magnetischen Materialen zu befüllen. Die vorliegende Arbeit vereint zu diesem Zweck zwei komplementäre Ansätze. Der eine behandelt die punkt genaue Herstellung von EWKNR durch lasergestützte chemische Gasphasenabscheidung (LA-CVD). Der andere die magnetischen Eigenschaften von in EWKNR eingeschlossenen länglichen metallischen Nanopartikeln.
Im ersten Teil wurde Laserbestrahlung sowohl für die Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren (KNR) als auch die Umwandlung von metallorganischen Verbindungen zu metallischen Nanopartikeln im Innern von EWKNR eingesetzt. Dieser Ansatz zeigt auf, dass sehr schnelles und scharf begrenztes Wachstum von KNR mit Laserheizen realisierbar ist. Überdies sollte dieses Verfahren mit einer verfeinerten Parameteroptimierung auch für senkrecht stehende EWKNR anwendbar sein.
Im zweiten Teil wird der Magnetismus der länglichen metallischen Nanopartikel im Inneren von EWKNR mithilfe von zirkularen Röntgendichroismus (XMCD) und der supraleitenden Quanten-interferenzmethode (SQUID) untersucht. Halbleitende oder metallische bzw. gemischte EWKNR wurden mit diversen metallorganischen Molekülen gefüllt. Durch Ausheizen wurden diese nanochemisch in innere KNR und längliche metallische Nanopartikel übergeführt. Feldstärkeabhängige ZRC Messungen belegen dass sich der Magnetismus des eingeschlossenen Materials mit der Herausbildung der metallischen Nanopartikel grundlegend ändert. Magnetische Bahn und Spinmomente sind beide deutlich stärker in halbleitenden und schwächer in metallischen EWKNR.
Diese Arbeit zeigt die Möglichkeiten die magnetischen Eigenschaften von länglichen metallischen Nanopartikeln im Inneren von EWKNR über den Füllgrad und die Ausheiz-bedingungen zu kontrollieren auf.
Abstract
(Englisch)
Two different studies have been done in this work. One involves the study of the synthesis of SWCNTs on predefined substrates by the laser-assisted chemical vapor deposition (LA-CVD) method. The other is the study of the magnetic properties of low-dimensional metallic clusters encapsulated in SWCNTs.
In the first part, continuous-wave (CW) laser irradiation has been used for both, the synthesis of carbon nanotubes (CNTs) and the transformation of organometallic compounds encapsulated in SWCNT to metallic clusters. The proposed approach shows that the rapid and local synthesis of CNTs can be done by using a CW laser as heating source. However, further optimization of both the LA-CVD process and the multilayer catalyst conformation is needed to grow aligned SWCNTs.
In the second part, the magnetic properties of low-dimensional metallic clusters inside SWCNTs have been studied by means of x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and superconducting quantum interference device (SQUID). Nanochemical reactions between the encapsulated molecules are induced by thermal annealing in vacuum to form inner tubes and metallic clusters.
Field dependant XMCD measurements reveal that the magnetic properties of the encapsulated compounds are altered drastically as the transformation to the 1D clusters takes place.
This study shows a potential to tune the magnetic properties of low-dimensional metallic clusters encapsulated in SWCNTs by controlling the filling ratio and the annealing temperature. This work covers fundamental aspects for the long term goal of controlled growth of 1D metallic clusters inside aligned SWCNTs.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
XMCD 1D metallic clusters SWCNT functionalization of SWCNT SQUID nanomagnets
Schlagwörter
(Deutsch)
XMCD EWKNR SQUID Nanomagnete 1D Metallischen Clustern funktionaisierten EWKNR
Autor*innen
Juan Antonio Briones León
Haupttitel (Englisch)
Magnetism in 1D metallic clusters grown inside single-walled carbon nanotubes
Paralleltitel (Deutsch)
Magnetische Eigenschaften von 1D Metallischen Clustern die in Kohlenstoffnanoröhren gewachsen sind
Paralleltitel (Englisch)
Magnetism in 1D Metallic Clusters Grown Inside Single-Walled Carbon Nanotubes
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
X, 88 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
András Jánossy ,
Mauricio Terrones
AC Nummer
AC11637068
Utheses ID
27158
Studienkennzahl
UA | 791 | 411 | |