بررسی اثر تغییر طول بر خواص ساختاری و مغناطیسی نانوسیم‌های آهن ساخته شده به‌روش الکتروانباشت پالسی AC
محورهای موضوعی : نانومواد
1 - گره فیزیک-واحد اهواز-دانشگاه آزاد اسلامی - اهواز- ایران
کلید واژه: نانوسیم‌های آهن, قالب اکسید آلومینیوم آندی, الکتروانباشت پالسی AC, خواص مغناطیسی.,
چکیده مقاله :
نانوسیم‌های آهن با درجه بلوری بالا، قطر یکسان و طول‌های متفاوت (5/5، 3/2 و 5/1 میکرومتر) به روش الکتروانباشت پالسی AC درون قالب اکسید آلومینیوم آندی (AAO) ساخته شدند. مشخصه‌یابی ساختاری و مغناطیسی نانوسیم‌ها توسط آنالیزهای پراش پرتوی ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، طیف‌نگاری پراکندگی انرژی و مغناطیس‌سنج نمونه ارتعاشی انجام شد. الگوهای پراش پرتوی ایکس تاییدکننده ساختار بلوری bcc نانوسیم‌های آهن با جهت مرجح (110) با ثابت شبکه 87/2 آنگستروم است. الگوی پراش پرتوی ایکس به‌همراه طیف‌نگاری پراکندگی انرژی نشان‌گر نبود ناخالصی در نانوسیم‌ها بودند. اندازه‌گیری‌های مغناطیسی نشان داد که با افزایش طول نانوسیم‌ها، وادارندگی مغناطیسی و نسبت مربعی (Mr/Ms) به ترتیب از 1982 به 1870 ارستد و از 77/0 به 66/0 در حالت میدان اعمال شده موازی محور نانوسیم کاهش یافته و همچنین در وضعیت میدان اعمالی عمود بر نانوسیم، وادارندگی از 580 به 435 ارستد و نسبت مربعی از 39/0 به 23/0کاهش یافته است. دلیل اول آن است که با افزایش طول نانوسیم‌ها، نسبت L/D (طول نانوسیم/قطر نانوسیم) از 10 بیشتر شده که باعث غلبه اندرکنش مغناطوستاتیک بر ناهمسان‌گردی شکلی شده است. دلیل دوم آن که افزایش طول نانوسیم‌ها باعث انتقال ساختار مغناطیسی از حالت تک حوزه به‌حالت چند حوزه شده که موجب کاهش در خواص مغناطیسی نانوسیم‌ها می‌شود. این دلایل باعث افزایش اندرکنش مغناطوستاتیک بین نانوسیم‌ها گشته که نتیجه آن، کاهش وادارندگی مغناطیسی و نسبت مربعی است. وابستگی وادارندگی و نسبت مربعی به طول نانوسیم‌ها، نشان‌گر آن است که می‌توان با کنترل شرایط ساخت به تنظیم خواص مغناطیسی نانوسیم‌ها پرداخت.
[1] J.A. Moreno, C. Bran, M. Vazquez, J. Kosel, IEEE Transactions on Magnetics, 57, 2021, 800317.
[2] U. Khan, A. Nairan, M. Irfan, S. Naz, D. Wu, J. Gao, Journal of Alloys and Compounds, 912, 2022, 165133.
[3] A.H.A. Elmekawy, E. Iashina, I. Dubitskiy, S. Sotnichuk, I. Bozhev, D. Kozlov, K. Napolskii, D. Menzel, A. Mistonov, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 532, 2021, 167951.
[4] A.B. Shevchenko, M.Y. Barabash, O.V. Oliinyk, O.V. Stepanov, Results in Physics, 44, 2023, 106133.
[5] A. Panahi, D. Chang, M. Schiemann, A. Fujinawa, X. Mi, J.M. Bergthorson, Y.A. Levendis, Applications in Energy and Combustion Science, 13, 2023, 100097.
[6] O.A. Fayyadh, I.N.A. Arifin, A. Khairudin, J. Hassan, S. Abubakar, Z.A. Talib, S. Paiman, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 20, 2020, 1.
[7] N. Mansouri, N. Benbrahim-Cherief, E. Chainet, F. Charlot, T. Encinas, S. Boudinar, B. Benfedda, L. Hamadou, A. Kadri, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 493, 2020, 165746.
[8] D.I. Tishkevich, A.I. Vorobjova, A.V. Trukhanov, Solid State Phenomena, 299, 2020, 281.
[9] W. Kim, E. Park, S. Jeon, Sensors, 20, 2020, 437.
[10] Y. Velazquez-Galvan, J. de la Torre Medina, L. Piraux, A. Encinas, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 497, 2020, 165992.
[11] C. Fradin, F. Orange, S. Amigoni, C.R. Szczepanski, F. Guittard, T. Darmanin, Journal of Colloid and Interface Science, 590, 2021, 260.
[12] A. Ruiz-Clavijo, O. Caballero-Calero, M. Martin-Gonzalez, Nanoscale, 13, 2021, 2227.
[13] C. Deng, K. Kang, Z. Yu, C. Zhou, S. Yang, The Royal Society of Chemistry, 11, 2021, 34410.
[14] D. Li, A. Wu, Q. Wan, Z. Li, Nature- Scientific Reports, 11, 2021, 14929.
[15] A. Ramazani, V. Asgari, A.H. Montazer, M. Almasi Kashi, Current Applied Physics, 15, 2015, 819.
[16] Q. Wei, Y. Fu, G. Zhang, D. Yang, G. Meng, S. Sun, Nano Energy, 55, 2019, 234.
[17] H. Wei, Q. Xu, D. Chen, M. Chen, M. Chang, X. Ye, Solar Energy, 241, 2022, 592.
[18] M. Almasi Kashi, A. Ramazani, Z. Fallah, Journal of Alloys and Compounds, 509, 2011, 8845.
[19] Z. Haji jamali, M. Almasi kashi, A. Ramazani, Journal of Nanostructures, 5, 2015, 61.
[20] P. Yang, H. Ruan, Y. Sun, R. Li, Y. Lu, C. Xiang, Nanotechnology, 31, 2020, 395708.
[21] [21] S.F. Akhtarianfar, A. Ramazani, M. Almasi-Kashi, Applied Physics A, 379, 2018, 124.
[22] M. Kac, A. Mis, B. Dubiel, K. Kowalski, A. Zarzycki, I. Dobosz, Materials, 14, 2021, 4080.
[23] C. David, W. Kappel, E.A. Patroi, E. Manta, V. Midoni, Revue Roumaine des Sciences Techniques–Serie Electrotechnique et Energ, 67, 2022, 9.
[24] J. Azevedo, C.T. Sousa, J. Ventura, A. Apolinario, A. Mendes, J.P. Araujo, Materials Research Express, 1, 2014, 015028.
[25] N. Ghazkoob, M. Zargar Shoushtari, I. Kazeminezhad, S.M. Lari Baghal, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 537, 2021, 168113.
[26] W. Cheng, M. Steinhart, U. Go sele, R.B. Wehrspohn, Journal of Materials Chemistry, 17, 2007, 3493.
[27] A. Ramazani, M. Almasi Kashi, V. Bayzi Isfahani, M. Ghaffari, Applied Physics A, 98, 2010, 691.
[28] S. Mirbt, B. Sanyal, C. Isheden, B. Johansson, Physical Review B, 67, 2003, 155421.
[29] L. Sun, Y. Hao, C.L. Chien, P.C. Searson, IBM Journal of Research and Development, 49, 2005, 79.
[30] D. Sellmyer, M. Zheng, R. Skomski, Journal of Physics: Condensed Matter, 13, 2001, R433.
[31] L. Bao, G. Yun, N. Bai, Y. Cao, Applied Physics Express, 14, 2021, 085505.
[32] H. Xiang, D. M. Jiang, J.C. Yao, Y.P. Zheng, W. Lu, G.Q Li, H. Saito, S. Ishio, X.W. Tan, Y.Q. Lin, Journal of Physics, 266, 2011, 012022.
[33] I.S. Dubitskiy, A.H.A. Elmekawy, E.G. Iashina, S.V. Sotnichuk, K.S. Napolskii, D. Menzel, A.A. Mistonov, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 34, 2021, 539.
[34] M. Vazquez, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 543, 2022, 168634.