Analyse et étude des propriétés physico-chimiques de nanomatériaux à base de ferrites spinelles et hexaferrites dopés aux terres rares en vue de leur utilisation dans des applications en nanotechnologie

Abstract

Les nanosciences et les nanotechnologies se trouvent au seuil d'une transformation majeure qui touchera pratiquement tous les domaines de la vie humaine. Elles représentent une technologie de pointe qui influencera l'électronique, l'informatique, la médecine, les matériaux, la catalyse, l'énergie et les transports. Ces avancées révolutionneront notre avenir en améliorant la durabilité et la réactivité des matériaux actuellement utilisés, suscitant un vif intérêt chez les experts en science et ingénierie. Dans le cadre de notre recherche, nous avons mis au point de nouveaux nanomatériaux à fort potentiel scientifique et industriel en utilisant des méthodes de synthèse économiques. Tout d'abord, nous avons synthétisé des nanoparticules Ni0.5Co0.5Fe1.59Mo0.1Gd0.2Sm0.1Tb0.01O4 par la méthode de co-précipitation, puis les avons caractérisées en utilisant diverses techniques telles que la diffraction des rayons X, l'infrarouge, la microscopie électronique à transmission (TEM) et des mesures magnétiques. De plus, nous avons effectué des calculs par la méthode DFT pour révéler la structure électronique des nanoparticules synthétisées. Ensuite, une avancée majeure a été réalisée en élaborant des nanoparticules BaFe12-3xGdxSmxYxO19 (avec x = 0 ; 0,01 ; 0,02) par la méthode Sol-Gel, ce qui constitue une première. Ces nanoparticules ont été caractérisées à l'aide de diverses techniques, notamment la diffraction des rayons X, l'infrarouge, la spectroscopie XPS, et la MEB/EDX. Des mesures magnétiques à température ambiante ont révélé d'excellentes propriétés magnétiques, notamment un produit d'énergie magnétique maximum et une température de Curie significative, indiquant le potentiel industriel de ces nanoparticules, notamment en tant que support d'enregistrement. Enfin, nous avons réussi à synthétiser, pour la première fois, les nanoparticules BaFe11.96Tr0.02Y0.02O19 (avec Tr = Sm, Gd) par la méthode Sol-Gel, et nous les avons caractérisées à l'aide de la diffraction des rayons X, de l'infrarouge et de la MEB. Les mesures magnétiques ont révélé que les échantillons ont un comportement ferrimagnétique, et le dopage par Sm, Y et Gd, Y a transformé la nature du matériau BaFe12O19 d'un matériau magnétique dur en un matériau magnétique doux. Ainsi, le choix des éléments de dopage semble avoir un impact considérable sur les propriétés magnétiques, ouvrant la voie à la création de matériaux sur mesure pour des applications magnétiques spécifiques, qu'il s'agisse d'utilisations permanentes ou temporaires.