Structural, morphological and magnetic evolution of CoPt nanoparticles
Evolution structurale, morphologique et magnétique de nanoparticules de CoPt
Résumé
The aim of this thesis is to study the links between morphological, structural and magnetic properties of CoPt nanoparticles. The importance of this study is that CoPt nanoparticles constitute a promising material in the field of magnetic recording. It is therefore essential to determine the relationship between the magnetic properties and organization of nanoparticles at atomic scale. First we studied the structure and morphology of these objects by using complementary techniques: electron microscopy, X-ray scattering and X-ray absorption. The results show structural transitions depending on parameters such as temperature, size or nanoparticles growth mode. Thus, when growth atom by atom, transitions from icosahedral to face-centered cubic structures are observed. However, coalescence allows the formation of decahedral structure. The chemically ordered structure that is most interesting for the magnetic data storage has been obtained by annealing at 630 ° C. In a second step we studied the magnetic properties of nanoparticles by SQUID magnetometry and X-ray magnetic circular dichroism. Results show clear links between structures and magnetic properties. These studies were conducted on alloyed and core / shell particles. Interface effects were identified, and annealed samples shows an increase of the magnetic moment.
L'objectif de cette thèse est d'étudier les corrélations entre les propriétés morphologiques, structurales et magnétiques de nanoparticules à base de cobalt et platine. L'importance de cette étude tient au fait que les nanoparticules de CoPt constituent un matériau potentiellement utilisable dans le domaine de l'enregistrement magnétique. Il est donc essentiel de déterminer les liens entre les propriétés magnétiques et l'organisation atomique des nanoparticules. Pour cela, nous avons d'abord étudié la structure et la morphologie de ces objets à l'aide de techniques complémentaires : la microscopie électronique, la diffusion et l'absorption des rayons X. Les résultats montrent des transitions structurales dépendantes de paramètres comme la température, la taille ou le mode de croissance des nanoparticules. Ainsi, lors de la croissance atome par atome, des transitions de structure icosaédrique vers cubique à faces centrées sont observées. En revanche, la coalescence permet la formation d'une structure intermédiaire décaédrique. La structure chimiquement ordonnée qui est la plus intéressante pour le stockage de l'information a été obtenue par recuit à une température de 630 °C. Dans un second temps nous avons étudié les propriétés magnétiques des nanoparticules par magnétométrie SQUID et par dichroïsme magnétique circulaire des rayons X. L'analyse des résultats fait apparaître des liens clairs entre leurs structures et leurs propriétés magnétiques. Ces études ont été menées sur des particules alliées et coeur / coquille. Des effets d'interface ont été mis en évidence et les échantillons recuits ont montré une très forte augmentation du moment magnétique.