Золь-гель синтез, структура та оптичні властивості нікель-марганцевих феритів

Автори В.С. Бушкова1 , І.П. Яремій1 , Б.К. Остафійчук1,2 , Н.І. Різничук1, Р.С. Соловей1
Приналежність

1Прикарпатський національний університет ім. В. Стефаника, 57, вул. Шевченка, 76025 Івано-Франківськ, Україна

2Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова, НАНУ, 36, бульвар Акад. Вернадського, 03680 Київ, Україна

Е-mail bushkovavira@gmail.com
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 25 жовтня 2018; у відредагованій формі 12 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання В.С. Бушкова, І.П. Яремій, Б.К. Остафійчук, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03021 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03021
PACS Number(s) 82.45.Yz, 82.47.Uv, 71.20.Tx
Ключові слова Ферит (16) , Нанопорошок (3) , Золь-гель за участі автогоріння, Ширина забороненої зони (6) .
Анотація

Властивості фериту нікелю NiFe2O4, отриманого за керамічною технологією, є широко вивчені, оскільки він володіє високою електромагнітною продуктивністю, відмінною хімічною стабільністю і механічною твердістю, а також помірною намагніченістю насичення, що робить його хорошим претендентом у застосуванні як м'якого магнітного матеріалу з низькими втратами на високих частотах. Структура, механічні, магнітні, електричні та діелектричні властивості фериту нікелю залежать від декількох факторів, включаючи спосіб приготування, час і температуру спікання, хімічний склад, тип і кількість легуючої домішки та зернову структуру. Для синтезу Ni1-xMnxFe2O4 (x = 0.0; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5 і 0.6) наночастинок феритів був використаний метод золь-гель за участі автогоріння (ЗГА). Отриманий розчин було висушено за температури близько 403 К. Під час випарювання розчин поступово ставав в'язкими, в результаті чого сформувався ксерогель. За подальшого підвищення температури органічні складові розклалися з утворенням таких газів, як CO2, N2 і H2О. Процес автоматичного згорання ксерогелю завершився протягом декількох секунд, що призвело до утворення нанопорошків феритів. Досліджено структурні параметри, морфологію та оптичні властивості порошків. Результати Х-променевих досліджень підтверджують утворення однофазових порошків для 0.0 ≤ x ≤ 0.4 просторової групи Fd3m. Порошки Ni0.5Mn0.5Fe2O4 та Ni0.4Mn0.6Fe2O4, крім фази шпінелі, містять також додаткові фази FeO та Ni. Розміри кристалітів (27-43 нм) зменшуються, а параметр ґратки (0.8343-0.8459 нм) збільшується при збільшенні концентрації іонів Mn. Морфологічні спостереження показують, що кристалічність істотно зменшується при збільшенні вмісту Mn, а розмір частинок стає більш однорідним. Встановлено, що оптична ширина забороненої зони збільшується з ростом концентрації іонів Мn2+ у феритовій структурі. Ширина забороненої зони знаходиться в діапазоні від 2.00 еВ до 3.26 еВ.

Перелік посилань