Browsing by Author "Walcarius, Alain"
Results Per Page
Sort Options
Item Effect of the electrodeposition potential on the chemical composition, structure and magnetic properties of FeCo and FeNi nanowires(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2025) Nykiel, Anna; Kąc, Małgorzata; Walcarius, AlainThe repository contains the raw data of electrochemical (CV, I vs t), structural (XRD), and magnetic studies (SQUID_FeNi, SQUID_FeCo) of FeCo and FeNi nanowires (NWs). The nanowires with a diameter of 100 nm and a length of 6 µm were grown at different cathodic potentials and electrolyte compositions by template-assisted electrodeposition in polycarbonate membranes. The CV curve obtained for the FeCo system seems to indicate a slightly easier reduction compared to the media with separate Fe2+ and Co2+ ions, with cathodic peaks observed at a potential of -0.61 V. This might suggest some stabilization of metal species in the alloy compared to separate Fe and Co elements. In the case of the FeNi system, the reduction of metal ions also starts a bit earlier compared to the reduction of Ni2+ and Fe2+ in separate media, with a more intense pre-wave and all main reduction waves merging in a single one with significantly higher intensity, suggesting more efficient reduction when forming the alloy. Typical current vs. time plots for FeCo and FeNi NWs (ɸ = 100 nm, L = 6 µm), generated from an electrodeposition medium with a higher content of Fe2+ and Co2+ ions and voltages ranging from -1.0 to -2.0 V indicates that the application of more cathodic potentials resulted in larger current increases and, con-sequently, shorter times needed to fill the pore channels. XRD studies showed a polycrystalline structure for all samples, indicating B2 phase (Pm-3m) with isotropic growth of FeCo nanowires and the FeNi3 L12 phase with a preferential growth along [111] direction in the case of FeNi nanowires. Magnetic studies indicate an easy axis of magnetization parallel to the nanowire axis for all FeCo nanowires and potential-dependent anisotropy for FeNi nanowires. The present studies thus suggested the feasibility of producing segmented nanowires based on FeNi alloys, while poor chemical sensitivity to the applied potential was observed for the FeCo system. Repozytorium zawiera surowe dane z badań elektrochemicznych (CV, I vs t), strukturalnych (XRD) i magnetycznych (SQUID_FeNi, SQUID_FeCo) nanodrutów FeCo i FeNi (NW). Nanodruty o średnicy 100 nm i długości 6 µm osadzano przy różnych potencjałach katodowych i składach elektrolitu w procesie elektrodepozycji w membranach poliwęglanowych. Krzywa CV uzyskana dla układu FeCo wydaje się wskazywać na nieco łatwiejszą redukcję w porównaniu do mediów z oddzielnymi jonami Fe2+ i Co2+, przy czym pik katodowy obserwowano przy potencjale -0,61 V. Może to sugerować pewną stabilizację metali w stopie w porównaniu do oddzielnych pierwiastów Fe i Co. W przypadku układu FeNi redukcja jonów metalu rozpoczyna się również nieco wcześniej w porównaniu do redukcji Ni2+ i Fe2+ w oddzielnych mediach, z intensywniejszą falą wstępną i głównymi falami redukcyjnymi łączącymi się w jedną o znacznie wyższej intensywności, co sugeruje bardziej efektywną redukcję podczas formowania stopu. Typowe wykresy prądu w funkcji czasu dla FeCo i FeNi NWs (ɸ = 100 nm, L = 6 µm), generowane z elektrolitu o wyższej zawartości jonów Fe2+ i Co2+ oraz napięciach w zakresie od -1,0 do -2,0 V wskazują, że zastosowanie większej liczby potencjałów katodowych skutkowało większym wzrostem prądu i w konsekwencji krótszym czasem potrzebnym do wypełnienia kanałów porów. Badania XRD wykazały polikrystaliczną strukturę dla wszystkich próbek, wskazując fazę B2 (Pm-3m) z izotropowym wzrostem nanodrutów FeCo i fazę FeNi3 L12 z preferencyjnym wzrostem wzdłuż kierunku [111] w przypadku nanodrutów FeNi. Badania magnetyczne wskazują na łatwą oś namagnesowania równoległą do osi nanodrutu dla wszystkich nanodrutów FeCo i zależną od potencjału anizotropię dla nanodrutów FeNi. Obecne badania sugerują zatem wykonalność produkcji segmentowanych nanodrutów na bazie stopów FeNi, podczas gdy dla układu FeCo zaobserwowano słabą wrażliwość chemiczną na przyłożony potencjał.Item Nanostructured copper-phosphonate functionalized mesoporous silica for nonlinear optical applications(The Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2025) El Houbbadi, Sara; Laskowska, Magdalena; Walcarius, Alain; Lafaye, Gwendoline; Drzewiński, Andrzej; Kityk, AndriyW niniejszej pracy doktorskiej zbadano materiały oparte na strukturze krzemionki mezoporowatej SBA-15 funkcjonalizowanej grupami fosfonianu miedzi w różnych koncentracjach. Praca została poświęcona badaniom nad materiałem w postaci cienkich warstw jednak w celu wykonania dokładniejszej charakterystyki badany materiał został przygotowany również w postaci proszków. Taki podejście umożliwiło wykonanie szeroko zakrojonych badań i dokładnej charakterystyki otrzymanych nanokompozytów. W pracy ukazano również duży potencjał aplikacyjny opracowanych materiałów które mogą być w prosty sposób deponowane na różnorodnych powierzchniach za pomocą metody zanurzeniowej (ang. dip-coating). W pierwszej części pracy przedstawiono charakterystykę otrzymanych materiałów potwierdzającą zgodność otrzymanych materiałów z założeniami syntezy. W szczególności potwierdzono skład pierwiastkowy wszystkich próbek za pomocą techniki EDS. Mapowanie z wykorzystaniem tej techniki ukazało jednorodność rozlokowania grup fosfonianu miedzi na powierzchni krzemionki. Kolejne wykorzystane techniki takie jak TEM, SAXS, GISAXS oraz izotermiczna sorpcja azotu pozwoliły na dokładne scharakteryzowanie uporządkowanej mezoporowatej struktury krzemionkowej pełniącej rolę nośnika grup funkcyjnych. Natomiast spektroskopia Ramana umożliwiła charakterystykę struktury molekularnej badanych układów. W drugiej części pracy przedstawione zostały rezultaty badania za pomocą spektroskopii absorpcyjnej promieniowania rentgenowskiego (XAS) wykonanego na linii ASTRA w Narodowym Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS. Zastosowane techniki XANES i EXAFS miały na celu umożliwienie przygotowania precyzyjnych modeli numerycznych odzwierciedlających strukturę molekularną badanych materiałów. Dlatego analiza ich wyników wsparta została symulacjami numerycznymi. Poprzez odpowiednie dobranie modeli numerycznych na podstawie wyników uzyskanych w tym badaniu możliwe było przeprowadzenie kolejnych etapów symulacji numerycznych mających na celu wyjaśnienie obserwowanych własności nieliniowo optycznych opracowanych materiałów. Własności nieliniowo-optyczne obserwowane dla badanych w niniejszej pracy materiałów wykazują intrygującą zależność od koncentracji grup funkcyjnych i nie jest to zależność liniowa. Przeprowadzone badania wykazały, że za własności NLO odpowiedzialna jest nie tylko ilość grup fosfonianu miedzi ale również ich wzajemne oddziaływania, które świadczą o tym że materiał przedstawiony w niniejszej pracy można traktować jako materiał o dostrajalnych własnościach NLO.Item Synthesis and characterization of SBA-15 silica containing cyclam inside pores for capturing iron chloride: Analysis of interactions between ferrous chloride and cyclam in a system with strongly dispersed functional groups on the SiO2 surface(Microporous and Mesoporous Materials, 2024-07-04) Laskowski, Łukasz; Laskowska, Magdalena; Walcarius, Alain; Doskocz, Marek; Vila, Neus; Karczmarska, Agnieszka; Pawlik, Piotr; Goraus, Jerzy; Balin, Katarzyna; Dulski, MateuszThe use of the spatial structure of mesoporous silica combined with organic molecules opens up a wide range of possibilities in the field of separation of single atoms and the precise creation of their environment. Materials obtained in this way can find applications as single-atom catalysts (SAC) and in environmental applications in ion and molecule trapping processes. An example of such a material is silica of the SBA-15 type functionalized with cyclam (1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane) anchored inside the pores with propyl chains. In this work, we present such a material containing 5% functional groups, additionally activated with iron(II) chloride, which was chelated by cyclam anchored inside the pores of silica. The presented nanocomposite has been thoroughly tested for its assumed molecular structure and stability. We compared it to a material containing only cyclam. The obtained results showed the high efficiency of the silica matrix with cyclam in the separation of single FeCl2 molecules and the correct molecular structure of the obtained material. The nanocomposite containing chelated molecules with iron showed good stability, while the structure of the material with cyclam alone collapsed with time.Item The evolution of magnetic behavior in FeCoNi nanowires with different geometry(Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences, 2025) Nykiel, Anna ; Zarzycki, Arkadiusz ; Maziarz, Wojciech ; Ghanbaja, Jaafar ; Walcarius, Alain ; Kąc, MałgorzataThe repository contains the raw data of electrochemical (electrodeposition), structural (XRD), and magnetic studies (Hysteresis_loops, Magnetization_reversal_mechanism, FORC) of FeCoNi nanowires (NWs). They were studied as a potential candidate for the 3D magnetic memory units. For such an application, the materials should exhibit special magnetic properties determined by their chemical composition and geometry, tested in this work. FeCoNi NWs with different diameters (40, 100, 120 nm) and lengths (1.5, 3, 6 µm) were electrodeposited in the polycarbonate membranes. The geometry of the nanowires had no influence on their chemical composition and morphology. The samples showed a polycrystalline fcc structure with an hcp fraction (observed only at the selected potential) with twinning defects that appeared independently of the NW geometry. Magnetic measurements confirmed anisotropy along the NW axis, mainly determined by shape anisotropy and dipolar interactions between nanowires. Changes in the nanowire geometry, especially diameter, resulted in the modification of the coercivity and squareness, increasing for smaller diameters. Studies of the magnetization reversal mechanism showed a non-monotonic coercivity variation as a function of angle, pointing out the initial vortex domain wall propagation that transformed into a transverse or coherent rotation at angles closer to the hard direction. FORC analysis confirmed that the nanowire diameter is the main factor determining magnetostatic interaction between nanowires and indicated a non-interacting system in the case of a small diameter NW matrix. Magnetic imaging of the sample using Lorentz microscopy did not reveal domain walls, which together with FORC results, implies a single-domain structure of nanowires. Therefore, the obtained nanowires meet the criteria required for 3D racetrack memory applications. Repozytorium zawiera surowe dane z badań elektrochemicznych (elektrodepozycja), strukturalnych (XRD) i magnetycznych (Hysteresis_loops, Magnetization_reversal_mechanism, FORC) nanodrutów FeCoNi (NW). Badano je pod kątem zastosowań jako trójwymiarowe jednostki pamięci magnetycznej. Do takiego zastosowania materiały powinny wykazywać szczególne właściwości magnetyczne określone przez ich skład chemiczny i przetestowane w tej pracy parametry geometryczne. Nanodruty FeCoNi o różnych średnicach (40, 100, 120 nm) i długościach (1,5, 3, 6 µm) zostały osadzone elektrolitycznie w membranach poliwęglanowych. Geometria nanodrutów nie miała wpływu na ich skład chemiczny i morfologię. Próbki wykazały polikrystaliczną strukturę fcc z frakcją hcp (obserwowaną tylko przy wybranym potencjale) z defektami w postaci bliźniaków, które pojawiły się niezależnie od geometrii NW. Pomiary magnetyczne potwierdziły anizotropię wzdłuż osi NW, determinowana głownie przez anizotropię kształtu i oddziaływania dipolowe między nanodrutami. Zmiany w geometrii nanodrutu, zwłaszcza średnicy, skutkowały modyfikacją koercji i kwadratowości, powodując wzrost tych parametrów w przypadku małych średnic. Badania mechanizmu odwrócenia namagnesowania wykazały niemonotoniczną zmianę koercji jako funkcję kąta, wskazując początkowo na propagację ściany domeny wirowej, która przekształciła się w poprzeczną lub koherentną rotację przy kątach bliższych twardemu kierunkowi. Analiza FORC potwierdziła, że średnica nanodrutu jest głównym czynnikiem determinującym oddziaływanie magnetostatyczne między nanodrutami i wskazała na układ nieoddziaływujący w przypadku matrycy NW o małej średnicy. Obrazowanie magnetyczne próbki przy użyciu mikroskopii Lorentza ujawniło strukturę monodomenową, co potwierdziły pomiary FORC. Tak więc uzyskane nanodruty spełniają kryteria wymagane dla zastosowań pamięci 3D racetrack.
