ساخت و مشخصه یابی نانوکریستال های فریت آلاییده با zn/fe و cu/fe

نانو بلور های فریت نیکل آلاییده با روی و فریت نیکل آلاییده با مس، توسط روش سل- ژل تهیه شدند. مشخصه یابی نمونه ها توسط تحلیل پراش اشعه x (xrd) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، اندازه دانه ها توسـط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، اندازه گـیری خواص مغناطیسی نمونه هـا به وسیله مغناطیس سنج (vsm) و اندازه گیری خواص اپتیکی نمونه ها توسط اندازه گیری فوتولومینسانس (pl) انجـام شد. تحلیل پراش اشعه x نشان می دهد که تمام نمونه ها دارای ساختار مکعبی اسپینلی با گروه فضایی fd3m می باشند. اندازه بلورک ها با استفاده از رابطه شرر در گستره 63/19-35/1 نانومتر به دست آمد. برای تحلیل ساختاری، بررسی توزیع کاتیونی و تعیین ثابت شبکه نمونه ها، با استفاده از نرم افزار maud و براساس تحلیل ریتولد، طیف xrd نمونه ها را ظریف سازی نمودیم. براساس نتایج بدست آمده، جانشینی یون های zn2+وcu2+ در بخش های تتراهدرال به جای یون های fe3+ قابل مشاهده بوده (به جز نانوبلورهای فریت مس) و توسط اندازه گیری ftir تایید می شود. به علاوه، ثابت شبکه با افزایش میزان آلایش zn2+وcu2+، به علت بزرگتر بودن شعاع یونی کاتیون های مذکور نسبت به یون ni2+ افزایش می یابد، که این افزایش برای جانشینی یون های روی به علت بزرگتر بودن شعاع یونی zn2+ نسبت به cu2+، بیشتر می باشد. مقدار مغناطش اشباع(ms) با افزایش میزان آلایشzn2+ از x=0 تا x=0.5 افزایش یافته و برای نانوبلورهای ni0.5zn0.5fe2o4 به بیشترین مقدار خود می رسد که ناشی از افزایش تراکم یون های fe3+ در بخش های اکتاهدرال است. این موضوع در توافق کامل با نمونه ni0.5zn0.5fe2o4 توده ای که بیشترین مقدار ms را در میان فریت های ni-zn توده ای داراست، می باشد. با افزایش بیشتر آلایشzn2+ از x=0.5 تا x=1، مقدار ms کاهش یافته که ناشی از چرخش ناگهانی اسپین ها و کاهش برهم کنش های تبادلی در اثر افزایش آلایش روی است. مقدار مغناطش اشباع با افزایش میزان آلایش cu2+ از y=0 تا y=0.5 به علت افزایش تراکم یون های آهن در بخش های اکتاهدرال، افزایـش یافته و برای نانو بلورهای ni0.5cu0.5fe2o4 به بیشترین مقدار خود می رسد که در توافق با تئوری فری مغناطیسی ارائه شده توسط نیل است. کاهش اندک مغناطش اشباع برای نانوبلورهای cufe2o4، ناشی از جانشینی کامل یون هایcu2+ با گشتاور مغناطیسی کوچکتر، به جای یون های ni2+ در بخش های اکتاهدرال است، که باعث کاهش برهم کنش های تبادلی و در نتیجه کاهش مغناطش اشباع می شود. مقدار وادارندگی مغناطیسی(hc) برای تمامی نمونه ها به جز نانوبلورهای سنتز شده cufe2o4 به علت وجود اثر ژان-تلر، با تقریب خوبی صفر می باشند، به طوری که این نانوبلورها رفتار ابرپارامغناطیسی را به نمایش می گذارند. به علاوه، اندازه گیری خصوصیات اپتیکی نانوبلورهای سنتز شده توسط اندازه گیری فوتولومینسانس نشان می دهد که مقدار گاف انرژی غیرمستقیم با افزایش میزان آلایش zn2+ افزایش یافته و به ازای افزایش میزان آلایشcu2+ و در مقایسه با نانوبلورهای ni1-xznxfe2o4 افزایش کمتری می یابد. همچنین گاف انرژی مستقیم به ازای افزایش میزان آلایش های مختلف zn2+ و cu2+ ثابت است.