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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-45581
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2010/4558/


Magnetic Properties of Cobalt in Deposited CoPt Clusters and Nanoparticles

Magnetische Eigenschaften von Kobalt in Deponierten CoPt Clustern und Nanopartikeln

Glaser, Leif

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SWD-Schlagwörter: Magnetischer Röntgenzirkulardichroismus , Cluster , Cobalt , Cobaltlegierung , Magnetismus , Nanopartikel
Freie Schlagwörter (Deutsch): CoPt
Freie Schlagwörter (Englisch): XMCD , CoPt , magnetic properties , Cluster , Cobalt
Basisklassifikation: 33.75
Institut: Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Wurth, Wilfried (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 05.03.2010
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum: 26.03.2010
Kurzfassung auf Englisch: The magnetic properties of in situ prepared size selected
sub-nm CoPt clusters on magnetic substrates and of wet chemically
synthesized 3.7 nm to 8.4 nm diameter CoPt nanoparticles on silicon in an external
field of up to 7 T, were investigated with x-ray magnetic circular
dichroism (XMCD). The magnetic moments were extracted using the
XMCD sum rules, while some electronic properties, especially the
oxidization state of the wet chemically prepared particles could be
obtained from the x-ray absorption measurements.

The magnetism of small deposited alloy clusters and particles may
depend on their size, their composition and the substrate they are
in contact with. The smaller the clusters, the stronger the
expected effects, therefore the size selected clusters were
deposited on a weakly and on a strongly exchange coupling
substrate, while the composition and size of the clusters was
changed. For the larger wet chemically prepared organic ligand
covered nanoparticles besides the saturation magnetism, the
oxidation state and the aging was investigated up to a 290 day
time span.

The magnetic properties of sub-nm clusters change strongly with
the substrate coupling. They show enhanced orbital moments when
adding platinum to pure cobalt clusters, which is more pronounced at the
weakly coupling substrate. The larger particles have a size
independent magnetization, but show distinct aging behavior that
can be explained with a core-shell model.
Kurzfassung auf Deutsch: Die magnetischen Eigenschaften von in situ präparierten
größenselektierten sub-nm CoPt clustern auf magnetischen
Unterlagen, sowie die Eigenschaften von naßchemisch
hergestellten 3.7 nm bis 8.4 nm durchmessenden CoPt Nanopartikeln deponiert auf Silizium
Wafern in einem externen Magnetfeld bis zu 7 T, wurden mit
zirkularem magnetischen Röntgendichroismus (XMCD) untersucht.
Die magnetischen Momente wurden mit Hilfe der XMCD Summenregeln
bestimmt, während einige elektronische Eigenschaften, speziell
der Oxidationszustand der naßchemisch erzeugten Partikel aus
den Röntgenabsorptionsmessungen gewonnen werden konnten.

Der Magnetismus kleiner deponierter Legierungs,-Cluster und
-Partikel kann von deren Größe, der Zusammensetzung und der
Unterlage abhängen. Je kleiner die Cluster sind, desto stärker
sind die zu erwartenden Effekte, daher wurden die
größenselektierten Cluster auf einer schwach und einer stark
austauschwechselwirkenden Unterlage deponiert, während die
Zusammensetzung und Größe der Cluster variiert wurde. Bei
den größeren naßchemisch erzeugten, mit organischen
Liganden überzogenen Nanopartikeln wurde neben der
Sättigungsmagnetisierung, der Oxidationszustand und das
Alterungsverhalten in einem Zeitintervall von bis zu 290 Tagen
untersucht.

Die magnetischen Eigenschaften der sub-nm Cluster variieren stark
mit der unterschiedlichen Austauschkopplung der Unterlage. Sie
zeigen deutlich erhöhte Bahnmomente wenn man zu einem
reinen Kobalt-Cluster Platin hinzu gibt; dieser Effekt ist bei geringerer
Austauschkopplung der Unterlage stärker ausgeprägt. Die
größeren Partikel besitzen eine größenunabhängige
Magnetisierung, zeigen dafür jedoch deutliches
Alterungsverhalten, welches mit einem Kern-Schalen-Modell
beschrieben werden kann.

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