Magnetism and thermomagnetic phenomena in iron nitrides
Project goals
The synthesis of iron nitrides Fe(x)N (x=3-8) phases is a promising way to magnetic materials from abundant sources. Their magnetically ordered state is stable to high temperatures and exhibits high saturated magnetization, while the coercivity varies depending on the composition and microstructure. In addition, the coupling between the localized moments and spins of charge carriers affects the electrical properties. All this predetermines the focus of the project, both towards the use of magnetic properties of selected Fe(x)N nanoparticles and their biocompatibility for biomedical applications, and towards basic research aimed at optimization of thermo-magnetic properties (anomalous Nernst and spin Seebeck effect) and their application. The materials will be prepared in the form of nanoparticles and thin layers. The aim of the project will be to optimize the magnetic and thermo-magnetic properties of Fe(x)N depending on the degree of Fe-N disorder, microstructure and doping with other transition metals. Experimental results will be compared with electronic structure calculations.
Keywords
iron nitridesmagnetic nanoparticlessurface modificationNernst effectmagnetic fluid hyperthermiamagnetic resonance imaging
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
—
Call for proposals
—
Main participants
Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
Contest type
M2 - International cooperation
Contract ID
22-10035K
Alternative language
Project name in Czech
Magnetismus a termo-magnetické jevy v nitridech železa
Annotation in Czech
Syntéza četných fází nitridů železa Fe(x)N (x=3-8) je perspektivní cestou k magnetickým materiálům vyrobitelným z dostupných zdrojů. Jejich magneticky uspořádaný stav je většinou charakterizován stabilitou do vysokých teplot a vysokou nasycenou magnetizací, přičemž koercivita se mění v závislosti na složení a mikrostruktuře. Úzké vazba mezi lokalizovanými momenty a spiny vodivostních elektronů navíc významně ovlivňuje elektrické vlastnosti. To vše předurčuje zaměření projektu, jednak směrem k využití čistě magnetických vlastností vybraných Fe(x)N nanočástic a jejich biokompatibility pro biomedicínské aplikace, a jednak směrem k základnímu výzkumu zaměřenému na optimalizaci termo-magnetických vlastností (anomální Nernstův a spinový Seebeckův jev) a jejich využití. Materiály budou připraveny především ve formě nanočástic a tenkých vrstev. Cílem projektu bude optimalizace magnetických a termo-magnetických vlastností Fe(x)N v závislosti na stupni uspořádání Fe-N, mikrostruktuře a dopování jinými přechodnými kovy. Experimentální výsledky budou srovnávány s výpočty elektronových struktur.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
OECD FORD - main branch
20501 - Materials engineering
OECD FORD - secondary branch
10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)
OECD FORD - another secondary branch
21001 - Nano-materials (production and properties)
BM - Solid-state physics and magnetism
JG - Metallurgy, metal materials
JJ - Other materials
JP - Industrial processes and processing
Solution timeline
Realization period - beginning
Jul 1, 2022
Realization period - end
Dec 31, 2025
Project status
K - Ending multi-year project
Latest support payment
Feb 29, 2024
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP25-GA0-GF-R
Data delivery date
Feb 21, 2025
Finance
Total approved costs
5,478 thou. CZK
Public financial support
5,427 thou. CZK
Other public sources
51 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 478 CZK thou.
Public support
5 427 CZK thou.
99%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Materials engineering
Solution period
01. 07. 2022 - 31. 12. 2025