Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor magnetice, structurale si morfologice si dinamicii de spin in micro si nanostructuri

Transcriere

1 Efectele dopajului si ale dimensionalitatii asupra proprietatilor magnetice, structurale si morfologice si dinamicii de spin in micro si nanostructuri oxidice feromagnetice Chimia precursorilor metal-organici utilizati la cresterea filmelor subtiri Monitorizare proiect PCCE-ID106 Cluj-Napoca Dr. Mircea Nasui

2 Planul experimental pentru obtinerea filmelor epitaxiale de prin La metode chimice 0.66 Sr 0.33 MnO 3 (LSMO) prin metode chimice

3 Precursorul de lantan (LaProp 3 ) La(CH 3 COCHCOCH 3 ) 3 + CH 3 CH 2 COOH [La 2 (CH 3 CH 2 COO) 6 (H 2 O) 3 ] La(1) Nr. de coordinare: 9 si 10 La(2) Imaginea optica a monocristalului (a) (b) a. Bidentat chelatic b. Bidentat in punte triconectiva Cambridge Crystallographic Data Centre [CCDC ]

4 Datele cristalografice a monocristalului de LaProp 3 Formula structurala C 18 H 36 La 2 O 18 Masa moleculară T [K] 297(2) Lungime de undă Å Sistemul cristalografic monoclinic Grupul spatial P 2 1 /c Dimensiune celula a (Å) b (Å) c (Å) α ( o ) β ( o ) γ ( o ) Volumul celulei (Å 3 ) (574) Z 4 Densitatea calc g/cm 3 Nr. reflexiilor colectate Dimensiunea cristalului 0.23 x 0.22 x 0.20 mm R 1 [I>2σ(I)] R 2 [18] Calitatea fitarii pentru F

5 Principalele distanţe dintre legături în compusul LaProp 3 Atom 1,2 d 1,2 [Å] raze X d 1,2 [Å] FT-IR Atom 1,2 d 1,2 [Å] raze X d 1,2 [Å] FT-IR La1 O La2 O La1 O La2 O La1 O12 i La2 O7 ii La1 C La2 C La1 C La2 C O12 La1 ii O1 C O8 C16 i C7 C C10 C C2 C La2 O C17 C La2 O C8 C O7 La1 O O8 La1 O O7 La1 O O7 La1 O La2 O1 La La1 O9 La Bidentat chelatic La1 O La1 O La1 O La1 O O5 C7 O O3 C4 O În punte triconectivă La1 O La2 O La1 O La2 O La1 O La2 O O10 C10 O O1 C1 O

6 Precursorul de lantan (LaProp 3 ) interacţiuni intermoleculare de hidrogen H-O H -aceste interactiuni intermoleculare conduc la interconectarea lanţurilor polimerice intr-o structura supramoleculara tridimensionala Impachetarea cristalina în planul cristalografic ac Unitatea structurala din polimerul coordinativ

7 Precursorul de lantan (LaProp 3 ) Solutie/Pulbere/monocristal XRD-pulbere/monocristal -lungimile de unda: 1417, 1283, 1079 cm -1 atribuite vibratiilor asimetrice si respectiv simetrice de intindere ale legaturii COO -, CH 2 - corespunzatoare propionatilor

8 Precursorul de lantan (LaProp 3 ) Pulberea precursoare din analiza TG s-a calculat masa moleculara (867 u.a.m.) corespunzatoare unui propionat de lantan [La 2 (CH 3 CH 2 COO) 6 (H 2 O) 3 ] 3.5H 2 O ; din analiza TG-MS s-a demonstrat ca descompunerea termică se produce în patru etape. [La 2 (CH 3 CH 2 COO) 6 (H 2 O) 3 ] 3.5H 2 O [La 2 (CH 3 CH 2 COO) 6 (H 2 O) 3 ] + 3.5H 2 O La 2 (CH 3 CH 2 COO) 6 (H 2 O) 3 La 2 (CH 3 CH 2 COO) 6 + 3H 2 O La 2 (CH 3 CH 2 COO) 6 La 2 O(CO 3 ) 2 + 3CH 3 COCH 2 CH 2 CH 3 + CO 2 La 2 O(CO 3 ) 2 La 2 O 3 + 2CO 2

9 Obţinerea şi caracterizarea filmelor de La 2 O 3 La(CH 3 COCHCOCH 3 ) 3 + CH 3 CH 2 COOH 800 o c RMS=2.05 nm Grosime:35 nm 900 o c constantă dielectrica mare metal- oxid- semiconductor RMS=5.6 nm Aplicatii: electronica, optica, cataliza [1] L.Ciontea, M.Nasui si colab. Materials Research Bulletin 45 (2010)

10 Monocristale - precursori Ba(CH 3 CH 2 COO) 10 (CH 3 COO) 4 5H 2 O Zr 6 O(OH) 4 (CH 3 CH 2 COO) 12

11 Monocristale - precursori Cu(CH 3 CH 2 COO) 2 2H 2 O Y(CH 3 CH 2 COO) 3 ] 1.5H 2 O

12 Concluzii corelatie pulbere-solutie-monocristal-film subtire La 2 O 3 caracterizarea solutiei, pulberii si monocristalului precursorului de La prin analize TG-DTA, MS, IR, si RX - monocristal si pulbere stabilirea mecanismului de descompunere a precursorului de La optimizarea tratamentului termic in vederea obtinerii filmelor de La 2 O 3 caracterizarea structurala si morfologica a filmelor de La 2 O 3

13 VA MULTUMESC!

14

15 Filme Epitaxiale de LSMO Caracterizarea morfologica SEM 800 o C 900 o C -tratament termic- aer SEM 1100 o C AFM 100 nm 100 nm o C 1100 o C 100 nm 100 nm 100 nm 497 nm porozitate redusa coalescenta buna Analizele SEM s-au efectuat la Centrul ENEA,Frascati, Roma