KIP-Veröffentlichungen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die magnetischen und kalorimetrischen Eigenschaften von in Kohlenstoffnanoröhren eingebetteter magnetischer Nanopartikel aus FeCo, Fe₂Co, Fe₃Ga, Co₂FeGa und Ni₁₅Cr in Hinblick auf eine Anwendung in der magnetischen Hyperthermie untersucht. Messungen der Magnetisierung in Abhängigkeit eines externen Magnetfeldes und der Temperatur erlauben Rückschlüsse über nanomagnetische Eigenschaften wie die Blocking-Temperatur. Weiterhin wurde das Verhalten der spezifischen Heizleistung der Nanopartikel in Abhängigkeit der Stärke eines äußeren Wechselmagnetfeldes gemessen. Für FeCo-, Fe₂Co- und Fe₃Ga-Nanomaterialien wurde ferromagnetisches Verhalten festgestellt, das sich auf das Vorliegen von Multi-Domänen-Teilchen zurückführen lässt. Superparamagnetisches Verhalten bei Raumtemperatur lag für Co₂FeGa und Ni₁₅Cr vor. Die Heizleistung von ferromagnetischem Fe₃Ga überstieg bei hohen Feldstarken mit 488 W/g bei 100 kA/m jene von Co₂FeGa, die maximal 347 W/g aufweist. Für eine Anwendung in der magnetischen Hyperthermie sind aufgrund ihrer hohen Heizleistung bei kleineren Feldstarken nur die superparamagnetischen Proben geeignet. Für Ni₁₅Cr wurde ein starker Exchange-Bias-Effekt beobachtet. Die experimentell beobachteten Werte für Co₂FeGa stimmen gut mit den Voraussagen der Theorie der Neelschen Relaxation von superparamagnetischen Nanopartikeln überein.

In this work the magnetic and calorimetric properties of carbon nanotube encased FeCo, Fe₂Co, Fe₃Ga, Co₂FeGa and Ni₁₅Cr nanoparticles were measured with regard to an application in magnetic hyperthermia. Magnetisation measurements as a function of magnetic field and temperature allow conclusions about nanomagnetic properties like the blocking temperature. Furthermore, the dependence of the specific heating power on an applied alternating magnetic field was studied. For FeCo, Fe₂Co and Fe₃Ga nanomaterials a ferromagnetic behaviour was observed that can be explained by the pertinent presence of multi-domain particles. Superparamagnetism was observed at room temperature for the Co₂FeGa and Ni₁₅Cr samples. The power dissipation of ferromagnetic Fe₃Ga at high magnetic fields of 488 W/g at 100 kA/m outreached the one of Co₂FeGa that reached at most 347 W/g. However, only superparamagnetic nanoparticles are suited for an application in magnetic hyperthermia due to their higher heat dissipation at low magnetic fields. Ni₁₅Cr exhibited a strong exchange-bias effect. The experimentally observed relaxational times of Co₂FeGa agree well with the theoretical predictions by the Neel theory of superparamagnetic relaxation processes.