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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
Ciência e Engenharia dos Materiais (21001014024P6)
EVIDÊNCIA DE FERROMAGNETISMO EM NANOPARTÍCULAS DE ZnO PURO E DOPADO COM Fe: INFLUÊNCIA DO pH
SAMUEL JONATAS DE CASTRO LOPES
DISSERTAÇÃO
16/03/2021

No presente trabalho, nanopartículas de ZnO puro e dopado com 2% de Fe foram obtidas pelo método sol gel. Diferentes valores de pH (3, 6 e 9) foram utilizados para o composto Zn1-zFezO, (z = 0,00 e 0,02). Para a síntese das nanopartículas foram utilizados materiais à base de nitratos e água destilada como solvente. Caracterizações estruturais, morfológicas e magnéticas foram realizadas para entender a influência da variação do pH nesse composto. A caracterização estrutural confirmou que o tamanho do cristalito (D), parâmetros de rede (a e c), deformação na rede (ε), densidade de discordância (δ) e cristalinidade são altamente afetados pela variação do pH e pela inclusão de íons de ferro na microestrutura do material. Este resultado é decisivo nas propriedades magnéticas das nanopartículas, uma vez que os defeitos estruturais são responsáveis por um paramagnetismo adicional além do diamagnetismo típico do ZnO puro. O estudo morfológico mostrou grandes aglomerados de partículas com forma e tamanhos irregulares, enquanto a técnica de espectroscopia de energia dispersiva confirmou a presença de ferro na microestrutura do ZnO. Com o aumento do pH as amostras de ZnO puro tendem a assumir nanopartículas com um formato mais esférico e homogêneo. Para caracterização magnética, medições foram realizadas a 5K e 300K e curvas de histerese foram plotadas para nanoestruturas de ZnO puro e dopado com Fe. Foi confirmado uma transição de fase magnética, com um comportamento diamagnético combinado a uma componente paramagnética e um incomum ferromagnetismo. Amostras de ZnO puro e dopado com Fe apresentaram maiores valores de susceptibilidade, magnetização de saturação e coercividade para medições magnéticas em 5 K. A principal causa das alterações nas propriedades magnéticas é atribuída a presença de defeitos intrínsecos, provocados pela variação do pH e inclusão de íons magnéticos de Fe. Esta dissertação contribui para a compreensão dos efeitos da variação do pH nas propriedades estruturais, morfológicas e magnéticas de nanopartículas de ZnO puro e dopado com metal de transição.

ZnO;pH;Sol Gel;Nanopartículas;Propriedades Magnéticas.
In the present work, nanoparticles of pure ZnO and doped with 2% Fe were obtained by the sol gel method. Different pH values (3, 6 and 9) were used for the compound Zn1-zFezO, (z = 0.00 and 0.02). For the synthesis of nanoparticles, were used nitrate based materials and distilled water as solvent. Structural, morphological and magnetic characterizations were performed to understand the influence of pH variation on this compound. The structural characterization confirmed that the crystallite size (D), lattice parameters (a and c), strain deformation (ε), dislocation density (δ) and crystallinity are highly affected by the pH variation and the inclusion of iron ions in the microstructure of the material. This result is decisive in the magnetic properties of the nanoparticles, once the structural defects are responsible for an additional paramagnetism beyond to the typical diamagnetism of pure ZnO. The morphological study showed large clusters of particles with irregular shapes and sizes, while the dispersive energy spectroscopy technique confirmed the presence of iron in the ZnO microstructure. With the increase in pH, samples of pure ZnO tend to assume nanoparticles with a more spherical and homogeneous shape. For magnetic characterization, measurements were made at 5K and 300K and hysteresis curves were plotted for nanostructures of pure and Fe-doped ZnO. A magnetic phase transition was confirmed, with a diamagnetic behavior combined with a paramagnetic component and a unusual ferromagnetism. Samples of pure and doped ZnO with Fe showed higher values of susceptibility, magnetization of saturation and coercivity for magnetic measurements in 5 K. The main cause of changes in magnetic properties is attributed to the presence of intrinsic defects, caused by the variation of pH and inclusion of magnetic Fe ions. This dissertation contributes to the understanding of the effects of pH variation on the structural, morphological and magnetic properties of nanoparticles of pure ZnO and doped with transition metal.
ZnO;pH;Sol Gel;Nanoparticles;Magnetic Properties
1
91
PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
O trabalho possui divulgação autorizada
DISSERTAÇÃO_FINAL_SAMUEL.pdf

Contexto

MATERIAIS CERÂMICOS E FILMES
FILMES, SUPERFÍCIES E INTERFACES
SÍNTESES E CARACTERIZAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS DE ZnO DOPADAS COM Fe: EFEITOS DO pH E DA ADIÇÃO DE Er SOBRE AS PROPRIEDADES ESTRUTURAIS, MAGNÉTICAS E ÓTICAS

Banca Examinadora

RAMON RAUDEL PENA GARCIA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
EDUARDO PADRON HERNANDEZ Participante Externo
YUSET GUERRA DAVILA Participante Externo
BARTOLOMEU CRUZ VIANA NETO Docente - PERMANENTE
RAMON RAUDEL PENA GARCIA Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 8

Vínculo

Bolsa de Fixação
Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
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