Hallmarks of maghemitization in low‐temperature remanence cycling of partially oxidized magnetite nanoparticles
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Notice bibliographique
Résumé
In environmental, soil, and sediment magnetism, it is important to be able to estimate the degree of oxidation of magnetite grains. We report a new method for finding the oxidation parameter z semiquantitatively from cooling‐warming cycles of room temperature remanences. We measured magnetization M continuously for stoichiometric and partially oxidized magnetites with average grain sizes of 37 and 220 nm during zero‐field cycling of 2.5 T saturation isothermal remanent magnetization (SIRM) from 300 K to 20 K and back to 300 K. Oxidized magnetites were obtained by heating stoichiometric magnetite in air at 100°C, 150°C, and 200°C. In other experiments, SIRM was given at 10 K, and M was monitored during zero‐field warming to 300 K. In the oxidized magnetites, SIRM at first increases in cooling from 300 K and then decreases in approaching the Verwey transition. The hump‐like form is even more pronounced in the warming curves above T V . For maghemite, the fully oxidized end member, we found reversible cooling‐warming curves with no Verwey transition. In partially oxidized grains, consisting of a maghemite surface layer and a largely unoxidized core, a Verwey transition is resolvable up to high degrees of oxidation. Hallmarks of maghemitization include (1) a smeared‐out Verwey transition shifted to lower temperatures when warming 20 K SIRM, (2) a shifted and broadened transition region in both cooling and warming of 300 K SIRM, and (3) humped cooling and warming curves of 300 K SIRM between 300 K and T V . Property 3 has excellent diagnostic value. It results from the combination of a slowly increasing M of maghemite and the rapid and nonlinear decrease in M of magnetite during cooling and is seen even for the slight initial oxidation of the reduced 37 nm magnetite. Certain properties, such as the change in M in warming from 20 K to T V and the change in initial and final M values in a complete cooling‐warming cycle, are roughly proportional to the oxidation parameter z . However, the proportionality factors also depend on grain size d , which would have to be known independently in order to estimate z .
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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