Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄

Исследованы поверхности нанокомпозиции на основе ПЭ + Fe₃O₄ на атомносиловом и магнитно-силовом микроскопах. Показано, что с увеличением концентрации Fe₃O₄ растут размеры наночастиц и удельная намагниченность. Показано, что при низких значениях магнитного поля наблюдается насыщение, т.к. ферромагнит...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Date:2011
Main Authors: Магеррамов, А.М., Рамазанов, М.А., Агакишиева, П.Б., Нуриев, М.А.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2011
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74608
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄ / А.М. Магеррамов, М.А. Рамазанов, П.Б. Агакишиева, М.А. Нуриев // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 583-588. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859943507216564224
author Магеррамов, А.М.
Рамазанов, М.А.
Агакишиева, П.Б.
Нуриев, М.А.
author_facet Магеррамов, А.М.
Рамазанов, М.А.
Агакишиева, П.Б.
Нуриев, М.А.
citation_txt Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄ / А.М. Магеррамов, М.А. Рамазанов, П.Б. Агакишиева, М.А. Нуриев // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 583-588. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
description Исследованы поверхности нанокомпозиции на основе ПЭ + Fe₃O₄ на атомносиловом и магнитно-силовом микроскопах. Показано, что с увеличением концентрации Fe₃O₄ растут размеры наночастиц и удельная намагниченность. Показано, что при низких значениях магнитного поля наблюдается насыщение, т.к. ферромагнитные наночастицы являются однодоменными, и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируются. Также исследовано изменение сопротивления нанокомпозиции ПЭ + Fe₃O₄ при периодическом изменении магнитного поля в интервале 0—1 кОэ со временем. Наблюдаемые изменения магнитосопротивления объясняются туннелированием носителей заряда, которое зависит от взаимной ориентации магнитных моментов наночастиц Fe₃O₄. Досліджено поверхні нанокомпозиції на основі ПЕ + Fe₃O₄ на атомовосиловому та магнетно-силовому мікроскопах. Показано, що зі збільшенням концентрації Fe₃O₄ ростуть розміри наночастинок і питома магнетованість. Показано, що при низьких значеннях магнетного поля спостерігається насиченість, тому що феромагнетні наночастинки є однодоменними, і під дією зовнішнього сталого магнетного поля частинки легко орієнтуються. Також досліджено зміну опору нанокомпозиції ПЕ + Fe₃O₄ при періодичній зміні магнетного поля в інтервалі 0—1 кОе з часом. Спостережувані зміни магнетоопору пояснюються тунелюванням носіїв заряду, яке залежить від взаємної орієнтації магнетних моментів наночастинок Fe₃O₄. Surfaces of nanocomposition based on the PE+Fe₃O₄ are investigated using atomic force and magnetic force microscopes. As shown, with increasing of Fe₃O₄ content, the size of nanoparticles and the specific magnetization increase. As shown, the saturation is observed at low values of the magnetic field, as ferromagnetic nanoparticles are single-domain ones, and under the influence of an external constant magnetic field, the particles are easily oriented. The change in resistance of PE+Fe₃O₄ nanocomposition with periodic variation of the magnetic field within the range 0—1 kOe with time is also studied. The observed change in the magnetoresistance is explained by the tunnelling of charge carriers, which depends on the relative orientation of the magnetic moments of Fe₃O₄ nanoparticles.
first_indexed 2025-12-07T16:12:32Z
format Article
fulltext 583 PACS numbers: 07.79.Lh, 07.79.Pk,68.37.Ps,68.37.Rt,75.47.De,75.60.Ej, 81.07.Pr Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe3O4 А. М. Магеррамов, М. А. Рамазанов *, П. Б. Агакишиева *, М. А. Нуриев ** Бакинский государственный университет, ул. З. Халилова, 23, AZ1148 Баку, Азербайджанская Республика *Институт физики НАН Азербайджанской Республики, просп. Г. Джавида, 33, АЗ1143 Баку, Азербайджанская Республика **Институт радиационных проблем НАН Азербайджанской Республики, ул. Ф. Агаева, 9, AZ1143 Баку, Азербайджанская Республика Исследованы поверхности нанокомпозиции на основе ПЭ + Fe3O4 на атомно- силовом и магнитно-силовом микроскопах. Показано, что с увеличением концентрации Fe3O4 растут размеры наночастиц и удельная намагничен- ность. Показано, что при низких значениях магнитного поля наблюдается насыщение, т.к. ферромагнитные наночастицы являются однодоменными, и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируются. Также исследовано изменение сопротивления нанокомпо- зиции ПЭ + Fe3O4 при периодическом изменении магнитного поля в интер- вале 0—1 кОэ со временем. Наблюдаемые изменения магнитосопротивления объясняются туннелированием носителей заряда, которое зависит от вза- имной ориентации магнитных моментов наночастиц Fe3O4. Досліджено поверхні нанокомпозиції на основі ПЕ + Fe3O4 на атомово- силовому та магнетно-силовому мікроскопах. Показано, що зі збільшен- ням концентрації Fe3O4 ростуть розміри наночастинок і питома магнетова- ність. Показано, що при низьких значеннях магнетного поля спостеріга- ється насиченість, тому що феромагнетні наночастинки є однодоменними, і під дією зовнішнього сталого магнетного поля частинки легко орієнтують- ся. Також досліджено зміну опору нанокомпозиції ПЕ + Fe3O4 при періоди- чній зміні магнетного поля в інтервалі 0—1 кОе з часом. Спостережувані зміни магнетоопору пояснюються тунелюванням носіїв заряду, яке зале- жить від взаємної орієнтації магнетних моментів наночастинок Fe3O4. Surfaces of nanocomposition based on the PE+Fe3O4 are investigated using atomic force and magnetic force microscopes. As shown, with increasing of Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies 2011, т. 9, № 3, сс. 583—588 © 2011 ІМФ (Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України) Надруковано в Україні. Фотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 584 А. М. МАГЕРРАМОВ, М. А. РАМАЗАНОВ, П. Б. АГАКИШИЕВА, М. А. НУРИЕВ Fe3O4 content, the size of nanoparticles and the specific magnetization in- crease. As shown, the saturation is observed at low values of the magnetic field, as ferromagnetic nanoparticles are single-domain ones, and under the influence of an external constant magnetic field, the particles are easily ori- ented. The change in resistance of PE+Fe3O4 nanocomposition with periodic variation of the magnetic field within the range 0—1 kOe with time is also studied. The observed change in the magnetoresistance is explained by the tunnelling of charge carriers, which depends on the relative orientation of the magnetic moments of Fe3O4 nanoparticles. Ключевые слова: нанокомпозиция ПЭ + Fe3O4, изменение магнитосопро- тивления, туннелирование носителей. (Получено 18 ноября 2010 г.) Особый интерес вызывают исследования нанокомпозитов на основе ферромагнитных металлов и оксидов, в которых наблюдается ги- гантское магнитосопротивления (ГМС) [1]. В работе [2] показано, что наблюдается большое положительное магнитосопротивления, про- являющееся после предварительной выдержки образца в магнитном поле и насыщающееся в значительно меньших полях. Также в рабо- те [3] исследовано роль магнитострикции в проявлении эффекта ги- гантского магнетосопротивления в системе никель—полиариленфта- лид—медь и установлено, что появление ГМС на границе никель— полимер не соотносится с существенным изменением магнитострик- ционных деформаций, так как поперечная и продольная магнито- стрикции в плоскости подложки в интервале магнитных полей, про- воцирующих переход, практически не изменяются. Отметим, что окончательно природа гигантского магнитосопротивления в поли- мерных нанокомпозитах окончательно (до сих пор) не выяснена. Наночастицы Fe3O4 были получены следующим образом: соли FeSO4⋅7H2O и FeCl3⋅3H2O отдельно растворяли в воде, растворы объ- единяли в сосуде, перемешивали, постепенно добавляя 25%-ный раствор гидроокиси аммония. В результате в сосуде образовывался тонкодисперсный осадок Fe3O4, и для ускорения седиментации в сосуд помещали постоянный магнит. Осветленный надосадочный раствор декантировали, и осадок промывали дистиллированной во- дой. К промытому осадку добавляли олеат калия и водный раствор додецилсульфата натрия при непрерывном перемешивании и нагревании до 50°С. Температуру реакционной смеси доводили до 95°С. Процесс пептизации выполняли в течение 30 мин. В резуль- тате выполненных процессов в растворе получены наночастицы Fe3O4. Полимерные магнитные нанокомпозиты получены следующим об- разом. В раствор ПЭ в диметилформамиде добавлялись наночастицы Fe3O4,, и смесь перемешивалась при температуре 343 К до образова- ЭФФЕК ния эмул держащи Образцы вания пр нием 15 натной т наночаст (МСМ) м лены АС размеры АСМ-и Fe3O4 ра увеличен це, увели вероятно На ри ченности Рис. 1. АС меры нан в – ПЭ + КТ МАГНИТ льсии. Пос ий Fe3O4, к ы нанокомп ри темпера МПа в теч температур тиц изучен микроскопе СМ-изображ ы наночасти исследован азмеры нан нием содер ичиваются ость образо сунке 2, a и нанокомп СМ-изображ ночастиц Fe Fe3O4 БО 15 ОСОПРОТИВ ле добавле который за позитов бы атуре плав чение 10 ми ры при разл но на атом е марки «И жение пове иц Fe3O4 в р ние показы ночастиц у ржания на я размеры ования бол , б предста позиции П жение повер e3O4: а – ПЭ 5 мл. ВЛЕНИЯ В СИ ения водног атем высуш ыли получе вления пол ин. с дальн личных ск мно-силовом Интегра Пр ерхности н различных ывает, что с увеличиваю аночастицы наночасти льших част авлены зав ПЭ + Fe3O4 о рхности нан Э + Fe3O4 БО ИСТЕМЕ НА го раствора шивался в ены методо лимерной м нейшим ох коростях. Р м (АСМ) и рима». На р нанокомпо содержани с увеличен ются. Пре ы Fe3O4 в п ицы Fe3O4, тиц. висимости от магнитн нокомпозиц О 5 мл; б – ОСНОВЕ ПЭ + а выделялс вакуумном ом горячег матрицы по хлаждением Размеры ма и магнитно рисунке 1 п зиции ПЭ иях. нием конце едполагаетс полимерно т.е. увели удельной н ного поля. ции ПЭ + Fe ПЭ + Fe3O4 Б + Fe3O4 585 ся ПЭ, со- м шкафу. го прессо- од давле- м до ком- агнитных о-силовом представ- + Fe3O4 и ентрации ся, что с ой матри- ичивается намагни- Установ- e3O4 и раз- БО 10 мл; 586 А. М. М лено, что полиэти ких знач ромагни ствием в ентирую намагни статочно направл нитным пии. Из рис увеличен ном уме ниченно магнитн важным риалов я намагни центрац намагни полимер наноком свойства Рис. 2. За ного поля 2 – ПЭ + об. сод. F МАГЕРРАМО о с увеличе лена увели чениях маг итные нано внешнего п ются. Это ичивания в о малом ра ения их ма полем и с сунка 2, б в ние удельн ньшении м ость. При ного поля ми магнитн является к иченность ( ии Fe3O4 в иченность. рной матри мпозиции, а. При дост а ависимость я для комп 10% масс. e3O4. ОВ, М. А. РАМ ением конц ичивается гнитного п очастицы постоянног связано с в них распр змере нано агнитного табилизир видно, что ной намаг магнитног повторени наблюдает ными хара коэрцитив (Мн). Из ри в полимер Увеличен ице ПЭ при т.е. наноко таточно ма удельной н позиции ПЭ сод. Fe3O4; 3 МАЗАНОВ, П центрации удельная поля наблю являются го магнитн с тем, что ределены очастиц он момента о руются дей о с ростом м гниченност го поля наб ии цикла тся петля актеристик вная сила исунка 2 ви рной матри ие концен иводит к и омпозиция алом разм намагниченн Э + Fe3O4: (а) 3 – ПЭ + 15 . Б. АГАКИШ и Fe3O4 в по намагнич юдается на однодоме ного поля ч о направле случайным ни являютс ориентирую йствием ма магнитного ти и насыщ блюдается с изменен гистерези ками ферр (Hc) и ост идно, что с ице увелич нтрации на зменению я проявляе ере частиц ности от ин ) 1 – ПЭ + 5% масс. сод ШИЕВА, М. А. олимерной ченность. П сыщение, нными и частицы ле ения осей м образом. ся однодом ются внеш агнитной а о поля набл щение. Пр остаточна нием напр иса. Извес ромагнитны таточная у с увеличен чивается у аночастицы свойств ма ет феррома ц они явля б нтенсивност 5% масс. с д. Fe3O4; (б) . НУРИЕВ й матрице При низ- т.к. фер- под дей- егко ори- легкого . При до- менными, шним маг- анизотро- людается ри обрат- ая намаг- равления стно, что ых мате- удельная нием кон- удельная ы Fe3O4 в атериала агнитные яются од- ти магнит- сод. Fe3O4; ПЭ + 20% ЭФФЕК нодомен «игрой» поля и кристалл стиц Fe3 стицы F чего мат На ри наноком в различ что реал размеров Рис. 3. МС меры нан Рис. 4. Ма дическом КТ МАГНИТ нными, а на между ор стабилизи лической O4 приводи Fe3O4 перех териал прио исунке 3 мпозиции П чных содер льные геом в. Эти эксп СМ-изображ ночастиц Fe агнитное со м магнитном ОСОПРОТИВ аправлени риентирую ирующим д или геоме ит к измен ходят в мн обретает ф представл ПЭ + Fe3O4 и ржаниях. А метрически перимента жение повер 3O4. опротивлени м поле в инт ВЛЕНИЯ В СИ ие их магни ющим дейс действием етрической нению свой ногодоменн ферромагни лены МСМ и магнитн АСМ- и МС ие размеры альные резу рхности нан ие наноком тервале 0—1 ИСТЕМЕ НА итного мом ствием вне магнитно й. Увелич йств наноко ную струк итные свой М-изображ ые размеры СМ-исследо ы отличаю ультаты хо нокомпозиц мпозиции П кОэ со врем ОСНОВЕ ПЭ + мента опре ешнего маг ой анизотр ение разм омпозиции туру, в ре йства. жение пове ы наночаст ование пок ются от ма орошо согл ции ПЭ + Fe ПЭ + Fe3O4 пр менем. + Fe3O4 587 еделяется агнитного ропии – меров ча- и, т.е. ча- езультате ерхности тиц Fe3O4 казывает, агнитных ласуются e3O4 и раз- ри перио- 588 А. М. МАГЕРРАМОВ, М. А. РАМАЗАНОВ, П. Б. АГАКИШИЕВА, М. А. НУРИЕВ с теоретическим расчетом [4]. Экспериментально установлено, что коагуляция наночастицы Fe3O4 в полимерной матрице зависит не только от концентрации наночастицы магнетита, также зависит от надмолекулярной структуры полимера. Исследовано периодическое изменение сопротивления наноком- позиции ПЭ + Fe3O4 при отсутствии и присутствии магнитного поля. Установлено, что с увеличением размера наночастиц Fe3O4 магнито- резистивный эффект для нанокомпозиции уменьшается. На рисунке 4 представлено периодическое изменение сопротивления со време- нем, когда при отсутствии магнитного поля (Н = 0 кОэ) наблюдается спад сопротивления, а в присутствии магнитного поля (Н = 1 кОэ) наблюдается рост значения магнитосопротивления. Наблюдаемые изменения магнитосопротивления можно объяс- нить, учитывая роль ферромагнитных кластерных образований, со- стоящих из наночастиц в окружении суперпарамагнитных частиц Fe3O4. Взаимная ориентация магнитных моментов этих кластеров и суперпарамагнитных частиц, скорее всего, приводит к туннелирова- нию носителей заряда и изменению сопротивления магнитной ком- позиции. Данная работа выполнена при финансовой поддержке гранта CRDF # AZE1-3113-BA-08. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. N. F. Mott and E. A. Davis, Electron Processes in Non-Crystalline Materials (Oxford: Clarendon Press: 1979). 2. Б. А. Аранзон, А. Е. Варфоломоев, Д. Ю. Ковалев, А. А. Ликальтер, В. В. Рылков, М. А. Седова, Физика твердого тела, 41, вып. 6: 944 (1999). 3. А. Н. Лачинов, Н. В. Воробьева, А. А. Лачинов, Письма в ЖТФ, 35, вып. 8: 7 (2009). 4. R. A. Alizade, M. A. Ramazanov, and R. Z. Sadykhov, Functional Materials, 16, No. 2: 183 (2009).
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-74608
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1816-5230
language Russian
last_indexed 2025-12-07T16:12:32Z
publishDate 2011
publisher Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
record_format dspace
spelling Магеррамов, А.М.
Рамазанов, М.А.
Агакишиева, П.Б.
Нуриев, М.А.
2015-01-21T19:33:36Z
2015-01-21T19:33:36Z
2011
Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄ / А.М. Магеррамов, М.А. Рамазанов, П.Б. Агакишиева, М.А. Нуриев // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2011. — Т. 9, № 3. — С. 583-588. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
1816-5230
PACS numbers: 07.79.Lh, 07.79.Pk, 68.37.Ps, 68.37.Rt, 75.47.De, 75.60.Ej, 81.07.Pr
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74608
Исследованы поверхности нанокомпозиции на основе ПЭ + Fe₃O₄ на атомносиловом и магнитно-силовом микроскопах. Показано, что с увеличением концентрации Fe₃O₄ растут размеры наночастиц и удельная намагниченность. Показано, что при низких значениях магнитного поля наблюдается насыщение, т.к. ферромагнитные наночастицы являются однодоменными, и под действием внешнего постоянного магнитного поля частицы легко ориентируются. Также исследовано изменение сопротивления нанокомпозиции ПЭ + Fe₃O₄ при периодическом изменении магнитного поля в интервале 0—1 кОэ со временем. Наблюдаемые изменения магнитосопротивления объясняются туннелированием носителей заряда, которое зависит от взаимной ориентации магнитных моментов наночастиц Fe₃O₄.
Досліджено поверхні нанокомпозиції на основі ПЕ + Fe₃O₄ на атомовосиловому та магнетно-силовому мікроскопах. Показано, що зі збільшенням концентрації Fe₃O₄ ростуть розміри наночастинок і питома магнетованість. Показано, що при низьких значеннях магнетного поля спостерігається насиченість, тому що феромагнетні наночастинки є однодоменними, і під дією зовнішнього сталого магнетного поля частинки легко орієнтуються. Також досліджено зміну опору нанокомпозиції ПЕ + Fe₃O₄ при періодичній зміні магнетного поля в інтервалі 0—1 кОе з часом. Спостережувані зміни магнетоопору пояснюються тунелюванням носіїв заряду, яке залежить від взаємної орієнтації магнетних моментів наночастинок Fe₃O₄.
Surfaces of nanocomposition based on the PE+Fe₃O₄ are investigated using atomic force and magnetic force microscopes. As shown, with increasing of Fe₃O₄ content, the size of nanoparticles and the specific magnetization increase. As shown, the saturation is observed at low values of the magnetic field, as ferromagnetic nanoparticles are single-domain ones, and under the influence of an external constant magnetic field, the particles are easily oriented. The change in resistance of PE+Fe₃O₄ nanocomposition with periodic variation of the magnetic field within the range 0—1 kOe with time is also studied. The observed change in the magnetoresistance is explained by the tunnelling of charge carriers, which depends on the relative orientation of the magnetic moments of Fe₃O₄ nanoparticles.
Данная работа выполнена при финансовой поддержке гранта CRDF # AZE1-3113-BA-08.
ru
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄
Article
published earlier
spellingShingle Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄
Магеррамов, А.М.
Рамазанов, М.А.
Агакишиева, П.Б.
Нуриев, М.А.
title Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄
title_full Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄
title_fullStr Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄
title_full_unstemmed Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄
title_short Эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе ПЭ + Fe₃O₄
title_sort эффект магнитосопротивления в полимерной нанокомпозитной системе на основе пэ + fe₃o₄
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/74608
work_keys_str_mv AT magerramovam éffektmagnitosoprotivleniâvpolimernoinanokompozitnoisistemenaosnovepéfe3o4
AT ramazanovma éffektmagnitosoprotivleniâvpolimernoinanokompozitnoisistemenaosnovepéfe3o4
AT agakišievapb éffektmagnitosoprotivleniâvpolimernoinanokompozitnoisistemenaosnovepéfe3o4
AT nurievma éffektmagnitosoprotivleniâvpolimernoinanokompozitnoisistemenaosnovepéfe3o4