Slikanje porazdelitve magnetnih delcev z uporabo šibkih magnetnih polj.Malec, Jan (Avtor) Arčon, Denis (Mentor) superparamagnetizemslikanje magnetnih delcevnanodelcimagnetitVerweyev prehodpolje nasičenostiprostorska ločljivostSlikanje z magnetnimi delci je metoda, pri kateri uporabljamo selekcijska magnetna polja za določanje prostorske gostote magnetnih nanodelcev z nelinearnim odzivom magnetizacije na zunanja polja. Ključni problemi, ki jih je bilo potrebno rešiti za uspešno izvedbo, so sinteza nanodelcev z velikim magnetnim momentom ter nizkim poljem nasičenja, razumevanje relaksacijskih pojavov, izdelava vzbujevalnih in sprejemnih tuljav ter optimizacija algoritmov za rekonstrukcijo slike. Pri raziskovanju smo pregledali tri vzorce, ki so jih sintetizirali na odseku za fiziko materialov Instituta Jožef Stefan in ocenili njihovo primernost za slikanje. Dva vzorca sta vsebovala vodni suspenziji mešanice železovih oksidov Fe2O3 in Fe3O4 z znanima porazdelitvama velikosti nanodelcev (9 +- 2) nm in (11 +- 2) nm. Tretji vzorec je vseboval suhe nanodelce brez podane velikosti. Njihovo porazdelitev velikosti smo z uporabo elektronskega mikroskopa določili na (54 +- 15) nm. Magnetne lastnosti vseh treh vzorcev smo določili z uporabo vibracijskega magnetometra in magnetometra na osnovi superprevodnega kvantnega interferometra. Delci v suspenzijah so se na zunanje magnetno polje odzivali kot popolni superparamagneti, suhi delci pa so pri sobni temperaturi kazali neničelno remanentno polje velikosti (414 +- 4) A/m. Iz meritev magnetizacije suhega vzorca v magnetnem polju in ob odsotnosti magnetnega polja lahko razberemo, da pride pri temperaturi 125 K do hitre spremembe magnetizacije, ki smo jo pripisali Verweyevemu prehodu. Za potrebe slikanja smo sestavili napravo, ki je vsebovala par tuljav v Maxwellovi konfiguraciji, s katerimi smo ustvarili statično gradientno polje, par manjših tuljav, s katerimi smo ustvarili izmenično, vzbujevalno polje, sprejemno tuljavo ter kompenzacijski tuljavi, s pomočjo katerih smo signal delcev ločili od signala vzbujanja. Signal smo zajemali z ojačevalnikom s fazno vpeto zanko. Večjo ponovljivost rezultatov smo dosegli tako, da smo motorizirali premikanje delcev, podatke pa zajemali z osebnim računalnikom. S postavitvijo smo lahko posneli osnovno sliko in tako pokazali, da princip slikanja deluje. Dosegli smo ločljivost velikostnega reda 1 mm. Glavno omejitev pri slikanju je v našem primeru predstavljala velikost magnetnega gradienta, saj magnetizacija delcev v območju slikanja ni dosegla nasičene vrednosti.20192019-01-28 12:29:17Magistrsko delo/naloga106109VisID: 95658COBISS_ID: 3291236sl