Síntesis y caracterización estructural, magnética y óptica de nanopartículas de CuFe2O4

• Barrios, M. ^[2] ; Sagredo Arias, Vicente Segundo ^[2] ; Torres, T. E. ^[1]
  1. [1] Universidad de Zaragoza

     Universidad de Zaragoza

     Zaragoza, España

     
  2. [2] Universidad de Los Andes
• Localización: Avances en Química, ISSN-e 1856-5301, Vol. 11, Nº. 2, 2016 (Ejemplar dedicado a: Mayo - Agosto), págs. 63-68
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Synthesis and structural, magnetic and optical characterization of CuFe2O4 Nanoparticles
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    Nanopartículas de CuFe2O4 fueron sintetizadas mediante el proceso sol-gel-auto-combustión. La difracción de rayos X (XRD) reveló la formación de la estructura cúbica espinela y una segunda fase de CuO. Las micrografías obtenidas mediante microscopía electrónica de trasmisión (TEM) para la ferrita de cobre, mostraron nanopartículas irregulares muy aglomeradas, con tamaños entre 30 y 90 nm. Medidas de la magnetización en función de la temperatura realizadas siguiendo las rutinas de zero-field-cooled (ZFC) y field-cooled (FC) para temperaturas entre 5 y 300 K, mostraron un comportamiento tendiente a lograr un valor común en un máximo de la curva zfc en la cual la temperatura de bloqueo no fue observada, además el comportamiento de la curva FC sugiere la existencia de fuertes interacciones entre partículas. La magnetización en función del campo magnético obtenida a temperatura ambiente presento valores de campo coercitivo HC=200 Oe. Los valores de magnetización máxima, son muy bajos comparados con los esperados de acuerdo al modelo de Néel de espines colineales, esto puede atribuirse a la contribución de la temperatura, efectos de ordenamientos no colineales, la presencia de la fase de CuO y variaciones en la estequiometria. El comportamiento semiconductor de CuFe2O4 fue observado en medidas de absorción óptica a temperatura ambiente obteniéndose una brecha de energía directa de 2.3 eV.

  • English

    Magnetic nanoparticles of CuFe2O4 were synthesized via sol gel auto-combustion method. The x-ray powder diffraction (XRD) revealed the formation of the cubic spinel structure and a second phase identified as CuO. Transmission electron micrographs (TEM) of the CuFe2O4 nanoparticles showed irregular shaped particles strongly agglomerated, with a size distribution estimated between 30 and 90 nm. Magnetization studies as a function of temperature were performed following zero-field-cooled (ZFC) and field-cooled (FC) routines among 5 and 300 K, in which the blocking temperature was not observed, however the behavior of curve for FC suggest strong interactions between particles. Measurements of magnetization as a function of magnetic field were carried at room temperature, the curves presented nonzero coercive field values of HC=100 KOe in both samples. Maximum magnetization values observed are too low compared to the expected ones, according to the Néel model of collinear spins. This can be attributed to the contribution of the temperature, canting effects, the presence of phase CuO and variations on the stoichiometry. The semiconducting behavior of CuFe2O4 was confirmed studying its optical absorption characteristics at room temperature, where the direct energy gap value obtained was of 2.3 eV.