Вплив рН на морфологію структури і магнітні властивості впорядкованої фази наночастинок кобальт-заміщеного літієвого фериту, синтезованого золь-гель методом

Автори Л.С. Кайкан1 , Ю.С. Мазуренко2 , Н.В. Остапович2 , А.K. Sijo3, Н.Я. Іванічок4
Приналежність

1ДВНЗ "Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника", вул. Шевченка, 57, 76018 Івано-Франківськ, Україна

2Івано-Франківський національний медичний університет, вул. Галицька, 2, 76000 Івано-Франківськ, Україна

3Department of Physics, Mary Matha Arts and Science College, Manathavady, 670645 Kerala, India

4Інститут металофізики імені Г.В. Курдюмова НАН України, Київ, Україна

Е-mail larysa.kaykan@gmail.com
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 4
Дати Одержано 16 квітня 2020; у відредагованій формі 15 серпня 2020; опубліковано online 25 серпня 2020
Посилання Л.С. Кайкан, Ю.С. Мазуренко, Н.В. Остапович, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 4, 04008 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(4).04008
PACS Number(s) 71.20.Nr, 72.15.Eb, 72.20.Pa, 77.22.Gm, 73.22. – f, 76.80. + y
Ключові слова Ферити (11) , Золь-гель автоспалювання, Рентгенівська дифракція (21) , Заміщення кобальту, Нанокристалічні ферити, pH-ефект, Магнітні властивості (10) .
Анотація

Наночастинки кобальт-заміщеного літієвого фериту були синтезовані при різних рН методом золь-гель автоспалювання. Було досліджено вплив рН на структуру, морфологію, електричні та магнітні властивості наночастинок кобальт-заміщеного літієвого фериту. Наночастинки, синтезовані при різних рН, досліджувалися методами рентгенівської дифракції (XRD), скануючої електронної спектроскопії (SEM), енергодисперсійного рентгенівського аналізу (EDAX), мессбауерівської та імпедансної спектроскопії. Рентгенівські дифрактограми аналізувалися для визначення кристалічної фази наночастинок кобальт-заміщеного літієвого фериту, синтезованого при різних рН. Результати рентгенівської дифракції показали формування бездомішкового кобальт-заміщеного літієвого фериту, що має впорядковану фазу шпінельної структури. SEM зображення показали, що морфологія структури наночастинок сильно залежить від рН реакційного середовища в процесі синтезу. Енергодисперсійний рентгенівський аналіз підтвердив очікуваний хімічний склад синтезованого продукту. Мессбауерівські спектри систем, синтезованих при різних значеннях рН реакційного середовища, також суттєво відрізняються один від одного. Показано, що катіонний розподіл чинить значний вплив на значення ізомерного зсуву і величини надобмінних полів заліза, що знаходяться в тетра- і октаоточенні. Також досліджувалися електричні властивості наночастинок: провідність, дійсна та уявна частини діелектричної проникності, тангенс втрат, і виявилося, що вони відрізняються для наночастинок, синтезованих при різних рН, що може бути викликано відмінностями в розмірах та морфології поверхні наночастинок. Дослідження магнітних властивостей синтезованих порошків за допомогою вібраційного магнетометра (7407 VSM (Lake Shore Cryotronics)) показали сильну залежність магнітних параметрів від рівня рН реакційного середовища при отриманні досліджуваних феритів. Значення намагніченості насичення немонотонно залежить від вмісту іонів кобальту і має вище значення порівняно з частинками, отриманими іншими способами. Виявлена однозначна кореляція між рівнем рН реакційного середовища, розміром отриманих частинок і фізичними параметрами досліджуваних систем.

Перелік посилань