بررسی آلایش وانادیوم و کلسیم بر ویژگی‌های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات گارنت(x=y= 0, 0.1, 0.2) Y3-xCaxFe5-yVyO12

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 دانشکده نانوفیزیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین‌شهر، ایران

چکیده

در این پژوهش، نانوذرات گارنت ایتریوم-آهن با فرمول y=0, 0.1, 0.2)=x (Y3-xCaxFe5-yVyO12; به روش سل-ژل احتراقی ساخته شد. نانوذرات ساخته ‌شده با استفاده از XRD، FESEM، AGFM و ترازوی فارادی بررسی شدند. طیف XRD برای نمونه‌ها نشان داد نانوپودرها دارای ساختار بلوری مکعبی هستند و فاز مورد انتظار گارنت در دمای C° 1200 بطور کامل تشکیل شده است. متوسط اندازه دانه‌ها با استفاده از داده‌های XRD و فرمول شرر nm 39 بدست آمد. تصاویر FESEM نیز نشان می‌دهد که پس از پخت اندازه ذرات از حد نانو بزرگتر شده و حضور عناصر جانشانی شده موجب کاهش دمای پخت می‌شود. منحنی مغناطش نمونه‌ها نیز نشان داد که جانشانی وانادیوم و کلسیم به عنوان یون‌های غیرمغناطیسی به جای آهن در ساختار گارنت موجب کاهش مغناطش می‌شود. زیرا جایگاه‌های چهاروجهی d24 توسط وانادیوم اشغال می‌شود که موجب می‌شود Jad اندرکنش غالب درون شبکه‌ای در زیرشبکه‌ها باشد. همچنین نتایج نشان می‌دهد که دمای کوری نیز با افزایش وانادیوم و کم شدن تعداد پیوندهای Fe3+-O2+-Fe3+ کاهش می‌یابد. اما جانشانی هم‌زمان وانادیم و کلسیم موجب افزایش دمای کوری می‌شود، زیرا جانشانی کلسیم باعث قوی‌تر شدن پیوندهای کاتیون آهن و اکسیژن می‌شود. به عبارتی افزایش دمای کوری می‌تواند ناشی از اعوجاجات ساختاری ثابت شبکه به دلیل جانشانی یون‌های بزرگ کلسیم به جای آهن باشد.

کلیدواژه‌ها