132 resultados para Magnetometry


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Unusual behavior of reentrant spin-glass (RSG) compound Lu2MnNiO6 has been investigated by magnetometry and neutron diffraction. The system possesses a ferromagnetic (FM) ordering below 40 K and undergoes a RSG transition at 20 K. Additionally, Lu2MnNiO6 retains memory effect above the glassy transition till spins sustain ordering. A novel critical behavior with unusual critical exponents (beta =similar to 0.241 and gamma similar to 1.142) is observed that indicates a canting in the spin structure below the ferromagnetic transition (T-C). A comprehensive analysis of temperature-dependent neutron diffraction data and first-principles calculations divulge that a structural distortion induced by an octahedral tilting results in a canted spin structure below T-C.

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We report an anomalous re-entrant glassy magnetic phase in (l00) oriented ferromagnetic LaMn0.5Co0.5O3 single crystals. The characterization is fortified with conventional magnetometry, like linear as-well-as non-linear ac susceptibility and specific heat. As the sample is cooled below the ferromagnetic transition temperature, it reenters a glassy magnetic phase whose dynamics have little resemblance with the conventional response. The glassy transition shifts to a higher temperature with increasing frequency of the applied ac field. But it does not respond to the dc biasing or memory experiment. Specific heat as well as non-linear ac susceptibility data also do not relate to the conventional glassy response. Unusually low magnetic entropy indicates the lack of long range magnetic ordering. The results demonstrate that the glassy phase in LaMn0.5Co0.5O3 is not due to any of the known conventional origins. We infer that the competing ferromagnetic and antiferromagnetic interaction due to high B-site disorder is responsible for this anomalous re-entrant glassy phase. (C) 2016 AIP Publishing LLC.

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We report an anomalous re-entrant glassy magnetic phase in (l00) oriented ferromagnetic LaMn0.5Co0.5O3 single crystals. The characterization is fortified with conventional magnetometry, like linear as-well-as non-linear ac susceptibility and specific heat. As the sample is cooled below the ferromagnetic transition temperature, it reenters a glassy magnetic phase whose dynamics have little resemblance with the conventional response. The glassy transition shifts to a higher temperature with increasing frequency of the applied ac field. But it does not respond to the dc biasing or memory experiment. Specific heat as well as non-linear ac susceptibility data also do not relate to the conventional glassy response. Unusually low magnetic entropy indicates the lack of long range magnetic ordering. The results demonstrate that the glassy phase in LaMn0.5Co0.5O3 is not due to any of the known conventional origins. We infer that the competing ferromagnetic and antiferromagnetic interaction due to high B-site disorder is responsible for this anomalous re-entrant glassy phase. (C) 2016 AIP Publishing LLC.

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The Ga1-xMnxSb samples were fabricated by the implantation of Mn ions into GaSb (1 0 0) substrate with mass-analyzed low-energy dual ion beam deposition system, and post-annealing. Auger electron spectroscopy depth profile of the Ga1-xMnxSb samples showed

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In the preparation of small organic paramagnets, these structures may conceptually be divided into spin-containing units (SCs) and ferromagnetic coupling units (FCs). The synthesis and direct observation of a series of hydrocarbon tetraradicals designed to test the ferromagnetic coupling ability of m-phenylene, 1,3-cyclobutane, 1,3- cyclopentane, and 2,4-adamantane (a chair 1,3-cyclohexane) using Berson TMMs and cyclobutanediyls as SCs are described. While 1,3-cyclobutane and m-phenylene are good ferromagnetic coupling units under these conditions, the ferromagnetic coupling ability of 1,3-cyclopentane is poor, and 1,3-cyclohexane is apparently an antiferromagnetic coupling unit. In addition, this is the first report of ferromagnetic coupling between the spins of localized biradical SCs.

The poor coupling of 1,3-cyclopentane has enabled a study of the variable temperature behavior of a 1,3-cyclopentane FC-based tetraradical in its triplet state. Through fitting the observed data to the usual Boltzman statistics, we have been able to determine the separation of the ground quintet and excited triplet states. From this data, we have inferred the singlet-triplet gap in 1,3-cyclopentanediyl to be 900 cal/mol, in remarkable agreement with theoretical predictions of this number.

The ability to simulate EPR spectra has been crucial to the assignments made here. A powder EPR simulation package is described that uses the Zeeman and dipolar terms to calculate powder EPR spectra for triplet and quintet states.

Methods for characterizing paramagnetic samples by SQUID magnetometry have been developed, including robust routines for data fitting and analysis. A precursor to a potentially magnetic polymer was prepared by ring-opening metathesis polymerization (ROMP), and doped samples of this polymer were studied by magnetometry. While the present results are not positive, calculations have suggested modifications in this structure which should lead to the desired behavior.

Source listings for all computer programs are given in the appendix.

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The design, synthesis and magnetic characterization of thiophene-based models for the polaronic ferromagnet are described. Synthetic strategies employing Wittig and Suzuki coupling were employed to produce polymers with extended π-systems. Oxidative doping using AsF_5 or I_2 produces radical cations (polarons) that are stable at room temperature. Magnetic characterization of the doped polymers, using SQUID-based magnetometry, indicates that in several instances ferromagnetic coupling of polarons occurs along the polymer chain. An investigation of the influence of polaron stability and delocalization on the magnitude of ferromagnetic coupling is pursued. A lower limit for mild, solution phase I_2 doping is established. A comparison of the variable temperature data of various polymers reveals that deleterious antiferromagnetic interactions are relatively insensitive to spin concentration, doping protocols or spin state. Comparison of the various polymers reveals useful design principles and suggests new directions for the development of magnetic organic materials. Novel strategies for solubilizing neutral polymeric materials in polar solvents are investigated.

The incorporation of stable bipyridinium spin-containing units into a polymeric high-spin array is explored. Preliminary results suggest that substituted diquat derivatives may serve as stable spin-containing units for the polaronic ferromagnet and are amenable to electrochemical doping. Synthetic efforts to prepare high-spin polymeric materials using viologens as a spin source have been unsuccessful.

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In the five chapters that follow, I delineate my efforts over the last five years to synthesize structurally and chemically relevant models of the Oxygen Evolving Complex (OEC) of Photosystem II. The OEC is nature’s only water oxidation catalyst, in that it forms the dioxygen in our atmosphere necessary for oxygenic life. Therefore understanding its structure and function is of deep fundamental interest and could provide design elements for artificial photosynthesis and manmade water oxidation catalysts. Synthetic endeavors towards OEC mimics have been an active area of research since the mid 1970s and have mutually evolved alongside biochemical and spectroscopic studies, affording ever-refined proposals for the structure of the OEC and the mechanism of water oxidation. This research has culminated in the most recent proposal: a low symmetry Mn4CaO5 cluster with a distorted Mn3CaO4 cubane bridged to a fourth, dangling Mn. To give context for how my graduate work fits into this rich history of OEC research, Chapter 1 provides a historical timeline of proposals for OEC structure, emphasizing the role that synthetic Mn and MnCa clusters have played, and ending with our Mn3CaO4 heterometallic cubane complexes.

In Chapter 2, the triarylbenzene ligand framework used throughout my work is introduced, and trinuclear clusters of Mn, Co, and Ni are discussed. The ligand scaffold consistently coordinates three metals in close proximity while leaving coordination sites open for further modification through ancillary ligand binding. The ligands coordinated could be varied, with a range of carboxylates and some less coordinating anions studied. These complexes’ structures, magnetic behavior, and redox properties are discussed.

Chapter 3 explores the redox chemistry of the trimanganese system more thoroughly in the presence of a fourth Mn equivalent, finding a range of oxidation states and oxide incorporation dependent on oxidant, solvent, and Mn salt. Oxidation states from MnII4 to MnIIIMnIV3 were observed, with 1-4 O2– ligands incorporated, modeling the photoactivation of the OEC. These complexes were studied by X-ray diffraction, EPR, XAS, magnetometry, and CV.

As Ca2+ is a necessary component of the OEC, Chapter 4 discusses synthetic strategies for making highly structurally accurate models of the OEC containing both Mn and Ca in the Mn3CaO4 cubane + dangling Mn geometry. Structural and electrochemical characterization of the first Mn3CaO4 heterometallic cubane complex— and comparison to an all-Mn Mn4O4 analog—suggests a role for Ca2+ in the OEC. Modification of the Mn3CaO4 system by ligand substitution affords low symmetry Mn3CaO4 complexes that are the most accurate models of the OEC to date.

Finally, in Chapter 5 the reactivity of the Mn3CaO4 cubane complexes toward O- atom transfer is discussed. The metal M strongly affects the reactivity. The mechanisms of O-atom transfer and water incorporation from and into Mn4O4 and Mn4O3 clusters, respectively, are studied through computation and 18O-labeling studies. The μ3-oxos of the Mn4O4 system prove fluxional, lending support for proposals of O2– fluxionality within the OEC.

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Microesferas poliméricas magnéticas à base de estireno (STY), divinilbenzeno (DVB), acetato de vinila (VAc) e ferro foram preparadas via polimerização em suspensão e semissuspensão. Foram estudadas as influências da concentração de VAc adicionado na polimerização e a presença de ferro sobre as características das partículas poliméricas obtidas. Estas partículas foram caracterizadas por espectrometria de absorção na região do infravermelho (FT-IR), análise térmica (TGA/DTA), microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Foram obtidas com sucesso microesferas poliméricas com propriedades magnéticas à base de estireno, divinilbenzeno e acetato de vinila. Estes materiais apresentaram bom controle morfológico, com maior rendimento na faixa de 120 a 75 m. Apresentaram também boas propriedades magnéticas (22,62 a 73,75 emu/g) com comportamento próximo de materiais superparamagnéticos e boa estabilidade térmica (444 C)

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O Distrito Grafitífero Aracoiába-Baturité apresenta depósitos do tipo gnaisse grafitoso (minério disseminado) e veio (minério maciço) com diferentes origens genéticas e com características físicas e ambientes geológicos de formação próprios. O minério tipo gnaisse grafitoso é de origem sedimentar, singenético, com teores de 1,5 a 8% de C, que se distribuem ao longo de duas extensas faixas paralelas, hospedadas na Subunidade Baturité, que constitui um importante metalotecto regional. A associação de grafita metamórfica disseminada em metassedimentos da Sequência Acarápe constitui um geoindicador de antiga bacia sedimentar neoproterozóica e, também, pode ser considerado como zona de geosutura resultante do subsequente fechamento de um oceano primitivo. As rochas desta subunidade correspondem na paleogeografia da Sequência Acarápe aos fácies de sopé de talude e de planície abissal. O minério tipo veio (fluido depositado) é epigenético e, com teores entre 20% e 70% de C, forma corpos tabulares e bolsões, controlados em escala local por estruturas de alívio (falhas, fraturas, zonas de contato, eixos de dobras etc.) que permitiram a percolação de soluções penumatolíticas relacionadas ao corpo plutônico de Pedra Aguda. As variações dos valores das relações entre isótopos estáveis de carbono (δ13C) na grafita do minério disseminado são de -26,72 a -23,52 e do minério maciço de -27,03 a -20,83, revelando sinal de atividades biológicas (bioassinaturas) e permitem afirmar que a grafita das amostras acima são derivadas de matéria orgânica. Foram apresentados os principais guias de prospecção para grafita e testados os seguintes métodos geofísicos: Eletro-Resistividade; GPR - Ground Penetrating Radar; Magnetometria; VLF (Very Low Frequency); e Polarização Induzida Espectral (IPS) / Resistividade (ER). A conjugação dos métodos de Polarização Induzida Espectral (IPS) e Eletro Resistividade (ER) foi o que demonstrou a melhor eficiência. Com relação à determinação do teor de carbono por termogravimetria (ATG), que é o método mais utilizado para este elemento. Verificou-se, que as faixas de queima atribuídas ao carbono no minério do Distrito de Aracoiába-Baturité (340 a 570C e de 570 a 1050C) eram diferentes das faixas do minério de Minas Gerais (350C a 650C e 650C a 1.050C). Esta constatação indica a necessidade de se determinar previamente as faixas de temperatura para cada região pesquisada.

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A Bacia de São José de Itaboraí está localizada no Município de Itaboraí, no Estado do Rio de Janeiro. Ela foi descoberta em 1928, pelo Engenheiro Carlos Euler, que após analisar um suposto caulim encontrado na Fazenda São José pelo seu então proprietário, Sr. Ernesto Coube, verificou que se tratava de calcário. Os Professores Rui Lima e Silva e Othon H. Leonardos, enviados ao local para estudos, encontraram uma grande quantidade de fósseis de gastrópodes continentais, despertando o interesse científico pela região. Os estudos preliminares de campo e análises químicas evidenciaram boas perspectivas de exploração do calcário para a fabricação de cimento do tipo Portland. Por mais de 50 anos, a Companhia Nacional de Cimento Portland Mauá (CNCPM) explorou a pedreira. Desde sua descoberta, a Bacia de São José, paralelamente às atividades de mineração, foi objeto de pesquisas científicas realizadas por geólogos, paleontólogos e arqueólogos. No início da década de 80, a Cia. de Cimento Mauá decidiu abandonar a área em função do esgotamento econômico da reserva de minério. Com a retirada das bombas que impediam a inundação da pedreira, formou-se uma lagoa que passou a impedir o livre acesso aos afloramentos. Desde então as pesquisas sobre a Bacia ficaram concentradas aos materiais coletados no período de exploração de calcário. Material esse distribuído no Museu Nacional (MN), Departamento Nacional da Produção Mineral (DNPM), Instituto de Geociências da UFRJ, entre outros. Em 1990, a área que pertencia a CNCPM foi desapropriada por pressão da comunidade científica. A mesma passou a pertencer ao Município de Itaboraí, que criou o Parque Paleontológico de São José de Itaboraí, por meio da Lei 1.346, de 12 de dezembro de 1995. O objetivo desse trabalho foi gerar novos dados através do método geofísico conhecido como magnetometria. Para isso foram realizados levantamentos de campo utilizando um magnetômetro portátil e GPS, foram analisados e corrigidos dados utilizando softwares específicos, elaborados modelos e criados perfis a partir de descrições de testemunhos de sondagem. Os resultados obtidos visam possibilitar uma nova interpretação da geologia e da estratigrafia da bacia, dando condições para que se possa ter uma atualização dos conhecimentos relacionados à região, após quase meio século de atividade mineradora.

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Esta Dissertação teve como objetivo,a síntese de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas (maghemita) preparadas in situ. Os hidrogéis foram preparados em diferentes concentrações de alginato de sódio (2 e 3% m/v), FeSO4 (0,3 e 0,5 mol L-1) e CaCl2 (0,1 e 0,3 mol L-1). As propriedades físico-químicas dos hidrogéis foram analisadas e, posteriormente, foram avaliados quanto à capacidade de remoção de íons Ni2+ e Mn2+ de soluções aquosas. Para caracterização das amostras foram utilizadas diversas técnicas de análises, tais como, análise granulométrica, microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), magnetometria de amostra vibrante (VSM), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (XRD), espectroscopia Mössbauer, e análise termogravimétrica (TGA). Foram preparados hidrogéis com morfologia predominantemente esférica e dimensões micrométricas (500 a 850 m), com átomos de Fe e Ca dispersos uniformemente em sua estrutura. Os hidrogéis apresentaram boa resistência térmica e comportamento superparamagnético. As amostras foram intumescidas em água deionizada durante um intervalo de tempo a fim de avaliar o grau de intumescimento (Q) para determinar a amostra com a melhor resposta para posterior aplicação em solução aquosa contendo íons metálicos (Ni2+ e Mn2+). Os resultados revelaram que a amostra cuja concentração de 3% m/v de alginato de sódio, 0,3 mol L-1 de FeSO4 e 0,3 mol L-1 de CaCl2 obteve maior Q (50%). Em consequência deste resultado, optou-se por utilizar estaamostra, na remoção de metais pesados presentes em soluções aquosas e em efluentes industriais. Vários parâmetros,tais como: tempo de contato,pH, concentração inicial do íon e massa de hidrogel foram estudados.Os resultados, para efluente sintético, revelaram que o tempo de equilíbrio foi de 60 minutos; a capacidade de remoção dos metais melhora com o aumento de pH (3 a 9), sendo máxima em pH 7;quanto menor a concentração inicial da solução iônica (50 a 500 mg L-1), maior a capacidade de remoção, 52% de Ni2+ e 49% de Mn2+ (concentração inicial de 50 mg L-1). No efluente industrial, a remoção foi de 61% de Ni2+ e 57% de Mn2+(300 mg de hidrogel). Os resultados encontrados revelaram que os hidrogéis magnéticos produzidos à base de alginato têm potencial uso no tratamento de efluentes industriais contaminados com metais pesados

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The Ga1-xMnxSb samples were fabricated by the implantation of Mn ions into GaSb (1 0 0) substrate with mass-analyzed low-energy dual ion beam deposition system, and post-annealing. Auger electron spectroscopy depth profile of the Ga1-xMnxSb samples showed that the Mn ions were successfully implanted into GaSb substrate. Clear double-crystal X-ray diffraction patterns of the Ga1-xMnxSb samples indicate that the Ga1-xMnxSb epilayers have the zinc-blende structure without detectable second phase. Magnetic hysteresis-loop of the Ga1-xMnxSb epilayers were obtained at room temperature (293 K) with alternating gradient magnetometry. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

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Submicron Hall magnetometry has been demonstrated as an efficient technique to probe extremely weak magnetic fields. In this letter, we analyze the possibility of employing it to detect single electron spin. Signal strength and readout time are estimated and discussed with respect to a number of practical issues. (C) 2005 American Institute of Physics.

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Anew class of bifunctional architecture combining the useful functions of superparamagnetism and terbium complex luminescence into one material has been prepared via two main steps by a modified Stober method and the layer-by-layer (LbL) assembly technique. The obtained bifunctional nanocomposites exhibit superparamagnetic behavior, high fluorescence intensity, and color purity. The architecture has been characterized by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), transmission electron microscopy (TEM), UV-vis absorption and emission spectroscopy, X-ray diffraction, and superconducting quantum interference device (SQUID) magnetometry.

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Ni0.65Zn0.35Cu0.1Fe1.9O4/SiO2 nanocomposites with different weight percentages of NiZnCu-ferrite dispersed in silica matrix were successfully fabricated by the sol-gel method using tetraethylorthosilicate (TEOS) as a precursor of silica, and metal nitrates as precursors of NiZnCu ferrite. The thermal decomposition process of the dried gel was studied by thermogravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA). The obtained Ni0.65Zn0.35Cu0.1Fe1.9O4/SiO2 nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM), Mossbauer spectroscopy and vibrating sample magnetometry (VSM). The formation of stoichiometric NiZnCu-ferrite dispersed in silica matrix is confirmed when the weight percentage of ferrite is not more than 30%. Samples with higher ferrite content have small amount of alpha-Fe2O3. The transition from the paramagnetic to the ferromagnetic state is observed as the ferrite content increases from 20 to 90wt%.