Élaboration de nano-fils 1D ferromagnétiques de cobalt à travers le procédé polyol et étude théorique du pouvoir réducteur de BEG (1,2-butanediol)
Institution:
Paris 13Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The synthesis of nanomaterials based on transition metals such as cobalt increasingly attracts, in recent years, the interest of the applied researches. From one hand this is due to the intrinsic magnetic properties of cobalt (strong residual magnetization, magneto-crystalline anisotropy constant as well as a high curie temperature) and on the other hands to the new properties presented by the reduced size and controlled morphology of the nano-objects. Soft chemistry process, like the polyol synthesis method, allows driving the morphology and microstructure of the nanoparticles thanks to the control of various synthesis parameters (the nature of the metal precursors, the basicity of the solution, the nature of the polyol, the temperature ramp ...), which also influence the magnetic properties. The first part of this work is devoted to the synthesis of cobalt nanowires (NWs) by the polyol process using laurates as metal precursors and varying the stirring speeds during synthesis. Our results show that the magnetic properties are strongly correlated with the morphological and micro-structural ones of NWs. The stirring speed inside the reaction solution appears as a driving force for finely driving the structural / morphological and magnetic properties of the elaborated NWs. The magnetic performances of the synthesized NWs have been evaluated by measuring the stored magnetic energy BHmax and its behavior as a function of the structural defects. The second part of this work focuses on the theoretical study, by 'DFT' calculation, of the electronic structure influence of the different polyols used for elaborations. The results show that the reducing power of 1,2butanediol (BEG) used for our syntheses, is higher compared to those of PEG (1,2propanediol) and EG (Ethylene glycol) usually used in litterature.
Abstract FR:
La synthèse des nanomatériaux à base des métaux de transition comme le cobalt attire l’intérêt de la recherche appliquée de manière croissante dans les dernières années d’une part pour les propriétés magnétiques intrinsèques du cobalt (forte aimantation rémanente, constante d’anisotropie magnéto-cristalline et température de curie élevée) et d’autres part pour les nouvelles propriétés présentées par la réduction de taille et la morphologie des nanoobjets. Les méthodes d’élaboration par chimie douce, comme le procédé polyol, permettent de bien contrôler la morphologie et la microstructure des nanoparticules grâce à la maîtrise de différents paramètres de synthèse (la nature des précurseurs métalliques, la basicité du milieu, la nature de polyol, la rampe de température…), qui influent aussi les propriétés magnétiques. La première partie de ce travail a été consacré à la synthèse des nanofils de cobalt (NFs) par le procédé polyol utilisant comme précurseurs métalliques les laurates et en variant les vitesses d’agitation lors des synthèse. Nos résultats montrent que les propriétés magnétiques sont fortement corrélées aux propriétés morphologiques et micro-structurelles des NFs. La vitesse d'agitation du milieu réactionnel apparaît comme une force motrice pour contrôler finement les propriétés structurales/morphologiques et magnétiques des NFs élaborés. Les performances magnétiques des NFs synthétisés ont étés évaluées en mesurant l’énergie magnétique BHmax emmagasinée et sa dépendance en fonction des défauts structuraux. La deuxième partie de ce travail se focalise sur l’étude théorique, par calcul ‘DFT’, de l’influence de la structure électronique des différents polyols utilisés pendant la synthèse. Les résultats montrent que le pouvoir réducteur du 1,2-butanediol (BEG) utilisé dans nos synthèses, est plus élevé par rapport à celles du PEG (1,2-propanediol) et du EG (Ethylène glycol) usuellement utilisés.