Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Физический факультет

Кафедра физики наносистем

Методы получения магнитных наночастиц

Курсовая работа студента 2-го курса 212 группы

Куликова Ивана Игоревича

Научный руководитель

кандидат физико-математических наук,

Занавескина Ирина Сергеевна

Москва 2013

Оглавление

Введение ------------------------------------------------------------------------------------ 1

I. Наночастицы и материалы на их основе --------------------------------------- 3

II. Методы получения магнитных наночастиц ---------------------------------- 5

Заключение ------------------------------------------------------------------------------- 10

Литература ------------------------------------------------------------------------------- 11

Приложения ------------------------------------------------------------------------------ 12

ВВЕДЕНИЕ

В последние два десятилетия в научную лексику стремительно «ворвались» ряд новых слов с префиксом «нано»: наноструктура, нанотехнология, наноматериал, наноразмерный материал, нанореактор и т.п.

В настоящее время уникальные физические свойства наночастиц, возникающие за счёт поверхностных или квантово-размерных эффектов, являются объектом интенсивных исследований . Особое место в этом ряду занимают магнитные характеристики наночастиц; здесь наиболее отчётливо выявлены различия (иногда очень существенные) между компактными магнитными материалами и соответствующими наночастицами и создана теоретическая база, способная объяснить многие из наблюдаемых эффектов.

За последние годы в области магнитных наноматериалов произошли изменения, которые, без преувеличения, можно назвать революционными. Связано это в первую очередь с разработкой эффективных методов получения и стабилизации магнитных частиц нанометровых размеров и параллельным развитием физических методов характеризации и исследования частиц таких размеров. Стандартные  характеристики магнитных материалов (намагниченность насыщения, коэрцитивная сила и т.п.) в случае наночастиц как правило не хуже, а часто и превосходят, аналогичные параметры объемных материалов.

По-видимому, впервые магнитные характеристики материала, состоящего из изолированных друг от друга в немагнитной твердой диэлектрической матрице магнитных наночастиц (3-10 нм) ; наличие наночастиц и их состав были установлены тогда методами рентгеновского малоуглового рассеяния и мессбауэровской спектроскопии . В дальнейшем эти образцы были повторно исследованы современными методами и полученные в ранних работах результаты в основном подтвердились. Меняя размеры, форму, состав, строение наночастиц можно в определенных пределах управлять магнитными характеристиками материалов на их основе. Все это позволяет надеяться на использование материалов, содержащих наночастицы, в перспективных системах записи и хранения информации, для создания новых постоянных магнитов, в системах магнитного охлаждения. Отметим только, что в применяемых в настоящее время магнитных лентах или дисках в качестве сред для магнитной записи информации чаще всего используют порошки микронных размеров состава-Fe₂O₃, Co--Fe₂O₃, Fe или Fe-Co, и для записи 1 бита информации используется примерно 10⁹ атомов , в то время как в наночастице диаметром 10 нм содержится 10³-10⁴ атомов.

Магнитные наночастицы широко распространены в природе и встречаются во многих биологических объектах. Так, например, высокоупорядоченные квази-одномерные цепочечные ансамбли магнитных наночастиц оксидов железа (Fe₃O₄ с примесью -Fe₂O₃) присутствуют в магнитных бактериях magnetotactic spirillum и играют важную функциональную роль, обеспечивая возможности ориентации бактерий в магнитном поле Земли .

Всё вышеизложенное служит основанием для повышенного интереса к магнитным наночастицам специалистов различного профиля. Задача данного обзора дать современное представление о физике и химии магнитных наночастиц, методах их получения.