تعيين محل دقيق كاتيون در شبكه كريستالي اسپينل CoFe2-xTbxO4 و ارتباط آن با خواص مغناطيسي تركيبات تهيه شده

Terbium cation occupancy determination in CoFe2-xTbxO4 spinel structure and investigation of its magnetic properties

در پژوهش حاضر تاثير كاتيون تربيوم بر خواص مغناطيسي اسپينل (x = 0 –0/5) CoFe2-xTbxO4 بررسي شد. آزمون پراش اشعه ايكس (XRD) حاكي از تشكيل فاز اسپينل بدون حضور هر گونه فاز ثانويه بود. به منظور مشخص شدن موقعيت ترجيحي كاتيون ها، از اسپكتروسكوپي موزبائر (Mössbauer Spectroscopy) در دماي اتاق كمك گرفته است. مشاهده شد كه با افزايش ميزان تربيون، از ميزان فاز فري مغناطيس كاسته شده و بر ميزان رقت تركيب مذكور افزوده مي شود. محل دقيق اشغال كاتيون تربيوم در هر دو مكان هاي اكتاهدرال و تترا هدرال مي باشد؛ ولي درصد اشغال فضاهاي خالي تتراهدرال در تركيب x=0/1 تا x=0/4 به ميزان 28 درصد افزايش پيدا مي كند. با اندازه گيري خواص مغناطيسي توسط مغناطومتر (VSM)، دليل اصلي تغييرات مغناطش اشباع كاتيون هاي تربيوم در مكان هاي تتراهدرال شبكه اسپينل اعلام مي شود، اندازه ذرات تهيه شده، توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميدان (FE-SEM) ارزيابي شد و مشخص شد كه با افزايش ميزان غلظت تربيوم، اندازه ذرات افزايش و به تبع نيروي پسماند زدا كاهش مي يابد.

In this research work, the effect of terbium cation on the magnetic properties of CoFe2-xTbxO4 was investigated. X-ray diffraction patterns of the nanoparticles indicated the formation of single-phase cubic spinel structure. The Mössbauer spectroscopy was used to determine the site preference of the cations. It was found that the Tb3+ ions have a preference for the tetrahedral and octahedral sites, but with increasing terbium content in the ferrite the perference for the tetrahedral sites increases. Vibrating sample magnetometer was employed to probe magnetic properties of samples. It was observed that with an increase in the amount of terbium, the saturation of magnetization increases. The size of particles was evaluated by field-emission scanning electron microscope. It is revealed that with an increase in terbium content, the particle size increases while the coercive field decreases.