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강자성 공명 방법을 이용한 산화철 나노입자의 생성과 성장 과정 연구

한국자기학회지, Volume 29, Number 1, 28 Feb 2019, Pages 8-12
김동영 * (안동대학교 물리학과), 윤석수 (안동대학교 물리학과)
Abstract
본 연구에서는 Fe(OL)3 전구체의 열분해 과정 동안 순차적으로 추출한 반응 원액의 강자성 공명 신호를 측정하여 산화철 나노입자의 생성과 성장 과정을 분석하였다. Fe(OL)3은 200 oC에서 Fe-OL 단량체로 분해되어 산화철 나노입자 생성을 시작하였으며, 초기 성장 과정에서는 양의 자기이방성 상수를 갖는 γ-Fe2O3 나노입자를 형성시켰다. Fe-OL 단량체가 감소하는 260 oC 이상에서는 γ-Fe2O3 표면에 반강자성 특성을 갖는 FeO가 형성되었으며, 300 oC의 고온 유지 과정에서는 음의 자기이방성 상수를 갖는 Fe3O4 나노입자로 성장하였다.

The nucleation and growth processes of iron oxide nanoparticles were analyzed by ferromagnetic resonance (FMR) technique. The FMR signals were measured for aliquots samples sequentially taken from the reaction solution during thermal decomposition process. The Fe(OL)3 precursors produce the Fe-OL monomers at 200 oC, which is contributed to the nucleation of iron oxide nanoparticles. In initial growth stage, the iron oxide nanoparticles have γ-Fe2O3 structure with positive anisotropy constant. As temperature increases over 260 oC, the antiferromagnetic FeO layer is formed on the surface of γ-Fe2O3 nanoparticles by Fe-OL monomer reduction. These nanoparticles are transformed from γ-Fe2O3 to Fe3O4 structure with negative anisotropy constant during constant temperature stage of 300 oC.
 
Keywords: 산화철 나노입자; 초상자성; 강자성 공명; 성장 과정; iron-oxide nanoparticles; superparamagnetic; ferromagnetic resonance; growth process
DOI: https://doi.org/10.4283/JKMS.2019.29.1.008