Investigation of the Quenching Rate Effect on the Ferromagnetic Properties of CuO Nanoparticles

Abstract

The effect of pressure in a plasma-chemical reactor on the magnetic properties of copper oxide nanoparticles is studied. Plasma-chemical synthesis of copper oxide nanopowders was carried out using an oxygen plasma of an arc discharge at a pressure of 40 and 200 Pa. Transmission electron microscopy (TEM) showed that the obtained sample was highly agglomerated particles with an average particle size of 31 and 27 nm, X-Ray Diffraction (XRD) showed the presence of a single crystalline phase of CuO. Despite the insignificant difference in the average size, the nanoparticles exhibit radically different magnetic behavior.Using a vibrating Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) magnetometer, it was shown that the magnetic properties of nanoparticles obtained at 40 Pa are close in properties to bulk material and exhibit weak ferromagnetism. The nanoparticles obtained at 200 Pa demonstrate a significant deviation from the properties of the bulk material, show magnetic hardness and shifts in the hysteresis loops.

Исследование магнитоимпедансных свойств наночастиц CuO, полученных в плазме дугового разряда низкого давления

“…Наночастицы CuO активно изучаются по нескольким фундаментальным и прикладным причинам: они представляют собой сильно коррелированные электронные системы и являются основой высокотемпературных сверхпроводников на основе купратов [6,7]. Сильная зависимость полупроводниковых свойств CuO от размерного фактора и поверхностных эффектов привела к возрождению интереса к наноструктурам CuO, полученных различными методами [8][9][10]. Размер и форма частиц могут быть точно подобраны с помощью подходящего метода синтеза, и поэтому разработка процесса, позволяющего формировать однофазные наночастицы CuO высокой чистоты, является наиболее важной причиной для изучения полупроводниковых, магнитных или ди-электрических свойств.…”