سنتز، ارزیابی مورفولوژیکی و خواص نوری نانوذرات فریت‌های روی، منگنز-روی و کبالت-روی
محورهای موضوعی :
نانومواد
عبدالمجید بایندری مقدم
1
,
سید علی هاشمی‌زاده
2
,
نفیسه گودرزی
3
1 - دانشکده علوم مهندسی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، صندوق پستی: 4563-11155، تهران، ایران
2 - گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور استان تهران، تهران، ایران
3 - گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور استان تهران، تهران، ایران
تاریخ دریافت : 1398/10/02
تاریخ پذیرش : 1398/10/02
تاریخ انتشار : 1398/10/01
کلید واژه:
مورفولوژی,
نانوذرات,
خواص فیزیکی,
فریت‌ها,
چکیده مقاله :
فریت‌های روی ZnFe2O4، منگنز-روی Mn0.5Zn0.5Fe2O4 و کبالت- روی Co0.5Zn0.5Fe2O4 از انواع فریت‌ها با ساختار اسپینل و از جمله مواد نرم مغناطیس هستند. در این پژوهش، هر سه نوع فریت مورد نظر به روش هم‌رسوبی از نمک‌های روی، منگنز، کبالت و آهن در محیط آبی و بدون دخالت حلال‌های ارگانیک سنتز شد. ساختار بلوری با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) و مورفولوژی نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مطالعه شد. مشخصه‌یابی نمونه‌های سنتز شده توسط پراش پرتو ایکس، در مقیاس θ2، در محدوده 20 تا 60 درجه و با تاباندن (CuKα) با طول موج Å 54056/1 ساختار مکعبی اسپینلی با گروه فضایی Fd3m را برای نمونه‌های سنتز شده نشان می‌دهد. اندازه بلورک ها با رابطه دبای- شرر حدود nm 33 محاسبه شد. بر اساس مطالعات وسیع میکروسکوپ الکترونی انجام شده، میانگین اندازه قطر ذرات برای ZnFe2O4 در حدود nm 86/71، برای نانوذرات Co0.5Zn0.5Fe2O4 حدود nm 77/69 و برای نانوذرات Mn0.5Zn0.5Fe2O4 در حدود nm 49/68 برآورد شد. لذا محاسبه اندازه بلورک‌ها و میانگین قطر ذرات برای هر سه نمونه نانوذرات فریت سنتز شده در این کار کمتر از nm 100 هستند. همچنین برای بررسی جذب امواج فرابنفش- مرئی (UV-Vis) و محاسبه گاف انرژی، طیف فرابنفش- مرئی انعکاسی نانوذرات سنتز شده، تهیه شد. خواص مغناطیسی نانوذرات، با رسم منحنی هیسترزیس نمونه‌ها توسط دستگاه مغناطومتر نمونه لرزشی (VSM) بررسی شد.
منابع و مأخذ:
Grosjean, M. Bocquet, R. Vuilleumier, Nature Commun., 10, 2019, 1656.
J. Young, T. Kiryutina, N.M. Bedford, T.J. Woe, C.U. Segre, Sci. Reports, 9, 2019, 2462.
Li, X. Guo, M. Yuan, Chem. Eng. J., 372, 2019, 551.
Xue, Y. Zhang, W. Yu, Y. Liu, X. Kou, Anal. Chimi. Acta, 1069, 2019, 1.
Arun, K. Prabakaran, R. Udayabhaskar, R.V. Mangalaraja, A. Akbari-Fakhrabadi, Appl. Surf. Sci., 485, 2019, 147.
Huang, B. Xu, J. Wu, P.C. Brookes, J. Xu, Chem. Eng. J., 368, 2019, 390.
J. Hu, Y.J. Cheng, X.Z. Zhang, Nanoscale, 10, 2018, 22657.
Cao, Y. Chu, Y. Zhou, S. Qu, Small, 14, 2018, 1803976.
J. Milliron, S.M. Hughes, Y. Cui, L. Manna, J. Li, L.W. Wang, A.P. Alivisatos, Nature, 430, 2004, 190.
C. Look, Mat. Sci. Eng. B, 80, 2001, 383.
Manikandan, L.J. Kennedy, M. Bououdina, J.J. Vijaya, J. Magn. Magn. Mater., 349, 2014, 249.
R. Kanna, N. Lenin, K. Sakthipandi, A.S. Kumar, J. Magn. Magn. Mater., 453, 2018, 78.
H. Aziz, M. Fatima, S. Ali, M. Atif, Z. Noreen, I. Ahmad, F. Shaheen, A. Ali, M. Baig, H. Ullah, G. Abbas, Journal Nanoelectronics Optoelectronics, 13, 2018, 251.
Magisetty, A. Shukla, B. Kandasubramanian, Journal Electronic Mater., 47, 2018, 6335.
Ren, X. Liu, Q. Wang, L. Zhang, G. Deng, F. Zhou, J. Lu, Dalton Trans., 46, 2017, 2204.
Srivastava, S. Chaubey, A.K. Ojha, Mater. Chem. Phys., 118, 2009, 174.
Masala, R. Seshadri, J. Am. Chem. Soc., 127, 2005, 9354.
Praveena, K. Sadhana, S. Srinath, S.R. Murthy, Mat. Res. Innovat., 18, 2014, 69.
Wang, Z. Lu, J. Xue, L. Bai, M. Harder, Phys. Rev. Appl., 11, 2019, 044060.
An, V.S. Bhat, M. Mruczkiewicz, C. Dubs, D. Grundler, Phys. Rev. Appl., 11, 2019, 034065.
D. Tung, V. Kolesnicenko, G. Caruntu, Y. Remond, V.O. Golud, C.G. Oconnor, L. Spinu, Physic B: Condensed Mater., 319, 2002, 116.
Hoffman, S. Martin, W. Choi, D. Bahnemann, Chemical Review, 95, 1995, 69.
Dutta, M. Sinha, Y.C. Lee, S.K. Pradhan, Mat. Chem. Phys., 105, 2007, 31.
Vaidyanathan, S. Sendhilnathan, R. Arulmurugan, J. Magn. Mater., 313, 2007, 293.
L. Sansom, P. Jones, R.A. Dorey, C. Beck, J. Magn. Mater., 335, 2013, 159.
Liu, X. Liu, X. Wang, J. Alloy Compd., 584, 2014, 249.
Byrappa, T. Adschiri, Prog. Crystal Grow. Charac. Mater., 53, 2007, 117.
Parhizkar, M.H. Habibi, S.Y. Mosavian, Silicon, 11, 2019, 1119.
V. Soman, V.M. Nanoti, D.K. Kulkarni, Ceram. Int., 39, 2013, 5713.
S. Molakeri, S. Kalyane, A.B. Kulkarni, S.N. Mathad, Int. J. Self-Propagating High-Temp. Synth., 27, 2018, 44.
Brians, "An Introduction to Materials Engineering and Science", John Wiley & Sons, New Jersey, 2004.
C. Pullar, Prog. Mater. Sci., 57, 2012, 1191.
Jamalian, A. Ghasemi, J. Supercond. Novel Magn., 28, 2015, 3293.
Kilsov, S.S. Srinivasan, Y. Emirov, E.K. Stefanakos, Mater. Sci. Eng. B., 153, 2008, 70.
D. Fun, P. Yuan, J.X. Zhu, T.H. Chen, A.H. Yuan, H.P. He, K.M. Chen, D. Li, J. Magn. Mater., 321, 2009, 3515.
Y. Rafique, Q.P. Li, M.Z. Iqbal, Chin. Phys., 10, 2013, 107101.
P. Mahabole, R.C. Aiyer, C.V. Ramakrishna, B. Sreedhar, R.S. Khairnar, Bull. Mater. Sci., 28, 2005, 535.
P. Joshi, N.S. Saxena, R. Mangal, A. Mishra, T.P. Sharma, Bull. Mater. Sci., 26, 2003, 387.
Kmita, D. Lachowicz, J. Zukrowski, M. Gajewska, W. Szczerba, J. Kuciakowski, S. Zapotoczny, M. Sikora, Materials, 12, 2019, 1048.
Kumar, H.K. Malik, A. Ghosh, R. Thangavel, K. Asokan, J. Appl. Phys. Lett., 102, 2013, 221903.
O. Rusman, A.T. Puspitasari, E. Suharyadi, T. Kato, S. Iwata, J. Magn., 24, 2019, 149.
G. Murtaza, I. Ahmad, A. Hakeem, P. Mao, X. Guohua, M.T. Farid, G. Mustafa, M. Kanwal, M. Hussain, Digest J. NanoMater. Biostructures, 10, 2015, 1393.
_||_
Grosjean, M. Bocquet, R. Vuilleumier, Nature Commun., 10, 2019, 1656.
J. Young, T. Kiryutina, N.M. Bedford, T.J. Woe, C.U. Segre, Sci. Reports, 9, 2019, 2462.
Li, X. Guo, M. Yuan, Chem. Eng. J., 372, 2019, 551.
Xue, Y. Zhang, W. Yu, Y. Liu, X. Kou, Anal. Chimi. Acta, 1069, 2019, 1.
Arun, K. Prabakaran, R. Udayabhaskar, R.V. Mangalaraja, A. Akbari-Fakhrabadi, Appl. Surf. Sci., 485, 2019, 147.
Huang, B. Xu, J. Wu, P.C. Brookes, J. Xu, Chem. Eng. J., 368, 2019, 390.
J. Hu, Y.J. Cheng, X.Z. Zhang, Nanoscale, 10, 2018, 22657.
Cao, Y. Chu, Y. Zhou, S. Qu, Small, 14, 2018, 1803976.
J. Milliron, S.M. Hughes, Y. Cui, L. Manna, J. Li, L.W. Wang, A.P. Alivisatos, Nature, 430, 2004, 190.
C. Look, Mat. Sci. Eng. B, 80, 2001, 383.
Manikandan, L.J. Kennedy, M. Bououdina, J.J. Vijaya, J. Magn. Magn. Mater., 349, 2014, 249.
R. Kanna, N. Lenin, K. Sakthipandi, A.S. Kumar, J. Magn. Magn. Mater., 453, 2018, 78.
H. Aziz, M. Fatima, S. Ali, M. Atif, Z. Noreen, I. Ahmad, F. Shaheen, A. Ali, M. Baig, H. Ullah, G. Abbas, Journal Nanoelectronics Optoelectronics, 13, 2018, 251.
Magisetty, A. Shukla, B. Kandasubramanian, Journal Electronic Mater., 47, 2018, 6335.
Ren, X. Liu, Q. Wang, L. Zhang, G. Deng, F. Zhou, J. Lu, Dalton Trans., 46, 2017, 2204.
Srivastava, S. Chaubey, A.K. Ojha, Mater. Chem. Phys., 118, 2009, 174.
Masala, R. Seshadri, J. Am. Chem. Soc., 127, 2005, 9354.
Praveena, K. Sadhana, S. Srinath, S.R. Murthy, Mat. Res. Innovat., 18, 2014, 69.
Wang, Z. Lu, J. Xue, L. Bai, M. Harder, Phys. Rev. Appl., 11, 2019, 044060.
An, V.S. Bhat, M. Mruczkiewicz, C. Dubs, D. Grundler, Phys. Rev. Appl., 11, 2019, 034065.
D. Tung, V. Kolesnicenko, G. Caruntu, Y. Remond, V.O. Golud, C.G. Oconnor, L. Spinu, Physic B: Condensed Mater., 319, 2002, 116.
Hoffman, S. Martin, W. Choi, D. Bahnemann, Chemical Review, 95, 1995, 69.
Dutta, M. Sinha, Y.C. Lee, S.K. Pradhan, Mat. Chem. Phys., 105, 2007, 31.
Vaidyanathan, S. Sendhilnathan, R. Arulmurugan, J. Magn. Mater., 313, 2007, 293.
L. Sansom, P. Jones, R.A. Dorey, C. Beck, J. Magn. Mater., 335, 2013, 159.
Liu, X. Liu, X. Wang, J. Alloy Compd., 584, 2014, 249.
Byrappa, T. Adschiri, Prog. Crystal Grow. Charac. Mater., 53, 2007, 117.
Parhizkar, M.H. Habibi, S.Y. Mosavian, Silicon, 11, 2019, 1119.
V. Soman, V.M. Nanoti, D.K. Kulkarni, Ceram. Int., 39, 2013, 5713.
S. Molakeri, S. Kalyane, A.B. Kulkarni, S.N. Mathad, Int. J. Self-Propagating High-Temp. Synth., 27, 2018, 44.
Brians, "An Introduction to Materials Engineering and Science", John Wiley & Sons, New Jersey, 2004.
C. Pullar, Prog. Mater. Sci., 57, 2012, 1191.
Jamalian, A. Ghasemi, J. Supercond. Novel Magn., 28, 2015, 3293.
Kilsov, S.S. Srinivasan, Y. Emirov, E.K. Stefanakos, Mater. Sci. Eng. B., 153, 2008, 70.
D. Fun, P. Yuan, J.X. Zhu, T.H. Chen, A.H. Yuan, H.P. He, K.M. Chen, D. Li, J. Magn. Mater., 321, 2009, 3515.
Y. Rafique, Q.P. Li, M.Z. Iqbal, Chin. Phys., 10, 2013, 107101.
P. Mahabole, R.C. Aiyer, C.V. Ramakrishna, B. Sreedhar, R.S. Khairnar, Bull. Mater. Sci., 28, 2005, 535.
P. Joshi, N.S. Saxena, R. Mangal, A. Mishra, T.P. Sharma, Bull. Mater. Sci., 26, 2003, 387.
Kmita, D. Lachowicz, J. Zukrowski, M. Gajewska, W. Szczerba, J. Kuciakowski, S. Zapotoczny, M. Sikora, Materials, 12, 2019, 1048.
Kumar, H.K. Malik, A. Ghosh, R. Thangavel, K. Asokan, J. Appl. Phys. Lett., 102, 2013, 221903.
O. Rusman, A.T. Puspitasari, E. Suharyadi, T. Kato, S. Iwata, J. Magn., 24, 2019, 149.
G. Murtaza, I. Ahmad, A. Hakeem, P. Mao, X. Guohua, M.T. Farid, G. Mustafa, M. Kanwal, M. Hussain, Digest J. NanoMater. Biostructures, 10, 2015, 1393.
