Étude du couplage d’échange interfacial au sein de nanoparticules magnétiques à base de ferrite préparées via une succession de synthèses par décomposition thermique

Studying the interfacial exchange coupling within ferrite based magnetic nanoparticles prepared following to a succession of thermal decomposition synthesis

• Auteur / Autrice : Kevin Sartori
• Direction : Benoît Pichon, Fadi Choueikani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 07/11/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Chaudret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Viart, Grégory Chaboussant, Florent Tournus
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Corinne Chanéac, Philippe Sainctavit

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anisotropie

Ferromagnétisme

Nanostructures

Nanoparticules d'oxyde de fer

Mots clés libres

Nanoparticules magnétiques

Couplage d’échange

Exchange-bias

Anisotropie magnétique

Diffusion atomique

XAS

XMCD

P-SANS

Mössbauer

Magnetic nanoparticles

Exchange coupling

Exchange-bias

Magnetic anisotropy

Atomic diffusion

XMCD

P-SANS

Mössbauer

Résumé

L’utilisation de terres rares dans des dispositifs d’enregistrement de données est très coûteux et polluant. Leur remplacement par de l’oxyde de fer permettrait de s’affranchir de cela. En-dessous d’une taille de 20 nm, les nanoparticules d’oxyde de fer ne peuvent pas être considérées comme des aimants permanents. Une alternative consiste à les combiner à une autre phase magnétique pour permettre d’augmenter leur anisotropie magnétique via un couplage d’échange interfacial au sein de nanoparticules de type coeur@coquille. En revanche la stabilité magnétique de ces dernières reste insuffisante. L’objectif de cette thèse est de concevoir un nouveau type de nanoparticules magnétiques de type coeur@coquille@coquille avec un cœur de Fe3-dO4 et des coquilles de CoFe2O4, CoO ou NiO qui a permis d’augmenter encore les propriétés magnétiques tout en conservant une taille inférieure à 18 nm. L’étude approfondie de leur relation structure-propriété a été réalisée au moyen d’un large éventail de techniques.

The use of rare earths in data storage devices is expensive and polluting. Their replacement with iron oxide would make it possible to avoid this. Below a size of 20 nm, iron oxide nanoparticles cannot be considered as permanent magnet. An alternative is to combine them with another magnetic phase to enhance their magnetic anisotropy via interfacial exchange coupling within core@shell nanoparticles. However, the magnetic stability of the latter remains insufficient. The scope of this thesis is to design a new type of magnetic nanoparticles of core@shell@shell structure with a Fe3-dO4 core and CoFe2O4, CoO or NiO as shells which has further enhance the magnetic properties while maintaining a size below 18 nm. The in-depth study of their structure-properties relationship was carried out using a wide set of analytical techniques.