On spin hamiltonian fits to Mössbauer spectra of NiFe2O4 nanoparticles synthesized by co-precipitation

Abstract

Partículas nanocristalinas de NiFe2O4 preparadas pelo método de co-precipitação química foram estudadas usando-se medidas magnéticas, espectroscopia Mössbauer de 57Fe, difração de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão. Ajustes de espectro Mössbauer, na faixa de 4,2 K – 300 K, foram feitos utilizando-se hamiltonianos de spin para descrever as interações eletrônicas e nucleares, um modelo de relaxação superparamagnética de dois níveis (spin 1/2) e teoria estocástica, função distribuição de tamanho de partículas log-normal, bem como uma dependência da temperatura de transição magnética e da constante de anisotropia dependendo do diâmetro das partículas. Usamos estratégias evolutivas para ajustar as formas mais complexas das linhas de espectro Mössbauer. As nanopartículas têm um tamanho médio de 7 nm e exibem superparamagnetismo à temperatura ambiente. A magnetização de saturação (Ms) a 4,2 K foi determinada a partir de plotagens de M vs. 1=H, extrapolando o valor das magnetizações para campos infinitos, para 24,21 emu/g e coercividade para 3,15 kOe. Uma constante de energia de anisotropia magnética (K) 1,9 × 105 J/m3, a 4,2 K, foi calculada a partir de medidas de magnetização. A síntese, caracterização e funcionalização de nanopartículas magnéticas é uma área altamente ativa de pesquisa atual localizada na interface entre ciência dos materiais, biotecnologia e medicina. Nanopartículas de óxidos de ferro superparamagnéticos têm propriedades físicas únicas e emergiram como uma nova classe de sondas de diagnóstico para rastreamento multimodal e como agentes de contraste para ressonância magnética (RM).