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

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 4.04.2012 Dr. Mircea Nasui

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

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 731722]

Datele cristalografice a monocristalului de LaProp 3 Formula structurala C 18 H 36 La 2 O 18 Masa moleculară 818.29 T [K] 297(2) Lungime de undă 0.71073 Å Sistemul cristalografic monoclinic Grupul spatial P 2 1 /c Dimensiune celula a (Å) 10.347 b (Å) 15.348 c (Å) 20.916 α ( o ) 90.00 β ( o ) 103.108 γ ( o ) 90.00 Volumul celulei (Å 3 ) 3235.04(574) Z 4 Densitatea calc. 1.50188 g/cm 3 Nr. reflexiilor colectate 22528 Dimensiunea cristalului 0.23 x 0.22 x 0.20 mm R 1 [I>2σ(I)] 0.0926 R 2 [18] 0.1179 Calitatea fitarii pentru F 2 1.217

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 O8 2.529 2.548 La2 O13 2.545 2.598 La1 O1 2.702 2.712 La2 O9 2.645 2.613 La1 O12 i 2.733 2.725 La2 O7 ii 2.666 2.606 La1 C7 2.947 2.958 La2 C13 2.949 2.856 La1 C1 3.003 3.013 La2 C10 3.009 3.019 O12 La1 ii 2.733 2.642 O1 C1 1.270 1.425 O8 C16 i 1.248 1.256 C7 C8 1.533 1.568 C10 C11 1.55 1.425 C2 C3 1.385 1.681 La2 O14 2.497 2.642 C17 C18 1.365 1.391 La2 O15 2.532 2.546 C8 C9 1.475 1.501 O7 La1 O8 112.8 113.02 O8 La1 O9 150.9 160.2 O7 La1 O9 79.02 80.10 O7 La1 O2 148.5 148.9 La2 O1 La1 114.4 114.9 La1 O9 La2 115.3 115.8 Bidentat chelatic La1 O3 2.576 2.568 La1 O6 2.593 2.551 La1 O5 2.591 2.552 La1 O4 2.668 2.642 O5 C7 O6 122.2 122.8 O3 C4 O4 120.2 121.01 În punte triconectivă La1 O7 2.509 2.558 La2 O1 2.497 2.460 La1 O2 2.534 2.553 La2 O11 2.529 2.601 La1 O9 2.535 2.541 La2 O10 2.624 2.625 O10 C10 O9 121.4 121.9 O1 C1 O2 120.4 120.7

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

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

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

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) 1203 1208

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

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

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

VA MULTUMESC!

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 1 1000 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