Magnetometro SQUID Quantum Design MPMS XL-5
nM²Lab - Laboratorio Materiali Magnetici Nanostrutturati
Il magnetometro MPMS basato su SQUID-RF è un sistema completamente automatizzato utilizzato per caratterizzare i materiali quando è necessaria la massima sensibilità di rilevamento in un ampio intervallo di temperature e campi magnetici applicati (fino a diversi Tesla). Il dispositivo RF SQUID funge da convertitore flusso magnetico/tensione, rivelando la variazione di flusso magnetico dovuta alla traslazione meccanica del campione attraverso un sistema di bobine di pick-up superconduttive in configurazione gradiometro del II ordine, necessaria alla soppressione dell’ effetto di campi magnetici esterni non uniformi); la variazione di flusso viene infine convertita in un profilo di tensione (VSQUID) dal quale e’ possibile dedurre il momento magnetico mediante una procedura di fit assumendo che il profilo di tensione sia assimilabile a quello generato da un dipolo magnetico.
SPECIFICHE TECNICHE
Magnete Superconduttore da Hmax = 5.5 T
Temperatura variabile 4K < T < 400K
Sensibilita’ nel momento magnetico: : 1×10-6 emu
TECNICHE DISPONIBILI
Il software di controllo MPMS supporta una serie di differenti protocolli di misura per valutare le proprietà magnetiche primarie (ad es. Ms, Hc, Kan, TC) e per studi avanzati sulle interazioni interparticella (grano), meccanismo di inversione della magnetizzazione e simmetria di anisotropia magnetica.
Cicli d’isteresi
Curve di magnetizzazione rimanente dopo demagnetizzazione
Misure di magnetizzazione rimanente isoterma (IRM)
δM / Henkel plot
Misure di magnetizzazinoe dipendenti dalla temperatura in condizioni di raffreddamento, in assenza (ZFC)/in presenza (FC) di campo applicato
Misure di TermoRimanenza
Misure di magnetizzazione dipendenti dal tempo
CAMPIONI
Dischi o film sottili: diam=3×3 (ideale),
Contenitori Speciali per campioni in forma di polveri e liquidi
Durata tipica dell’ acquisizione di un loop di isteresi approx. 120 min
UTILIZZATO PER
Film sottili magnetici ed eterostrutture
Nanoparticelle magnetiche
Nanoarchitettura magnetica
Nanocompositi magnetici ibridi
Studi fondamentali su materiali di interesse applicativo (energia, biomedicina, sensori, ambiente, ICT e patrimonio culturale)
ESEMPI APPLICATIVI
Le proprietà magnetiche di nanoparticelle ultra-fini di CoFe₂O₄ (3 nm) sono state studiate mediante misure di magnetizzazione DC in funzione della temperatura e del campo magnetico. Le caratteristiche principali del comportamento magnetico sono il blocco dei momenti di particelle non interagenti (ZFC Tmax ≈ 40 K), un rapido aumento della magnetizzazione di saturazione a bassa T (fino a valori superiori a quelli del materiale bulk) e un aumento dell'anisotropia inferiore a 30 K a causa della comparsa di un accoppiamento di scambio. Il comportamento a bassa temperatura è determinato da un congelamento degli spin di superficie. Lo spin-canting localizzato e la distribuzione cationica tra i due sotto-reticoli della struttura a spinello spiegano quantitativamente l'aumento osservato nella magnetizzazione di saturazione.
Si veda: D. Peddis et al., Nanotechnology 21 (2010) 125705, doi: 10.1088/0957-4484/21/12/125705
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