مطالعه خواص ساختاري و نورتابي نانو‌فريت آلاييده با فلز كبالت و اثرات جانشاني نيكل درآن

Structural and Optical Study on Cobalt Ferrite and the Effect of Nickel Substitution

در اين پژوهش نانوذرات NixCo1-xFe2O4 (x=0, 0.5 ,1) به روش هم‌رسوبي تهيه گرديد و خواص ساختاري و نورتابي آن با آناليز‌هاي XRD، SEM،UV-visibe ، PL و FTIR مورد بررسي قرار گرفت. براساس نتايج بدست آمده از پراش پرتو ايكس، نمونه‌ها داراي فاز مكعبي اسپينلي معكوس با گروه فضايي Fd-3m مي‌باشند ، ميانگين اندازه بلورك‌ها برايCoFe2O4 35 نانومتر، براي Ni0.5Co0.5Fe2O4 23 نانومتر وNiFe2O4 20 نانومتر تخمين زده شد. تحليل XRDبا نتايج بدست آمده ازميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) سازگاري دارد. خواص فوتولومينسانس نمونه‌ها با استفاده از طول موج برانگيختگي 330 نانومتر مورد مطالعه قرار گرفت و با نتايج بدست آمده براي گاف انرژي مستقيم از آناليزUv-vis مقايسه شد. به منظور مطالعه و محاسبه گاف انرژي مستقيم، آناليز اپتيكي در گستره طول موج 200 تا 900 نانومتر مورد بررسي قرار گرفت. بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه با افزايش مقدار آلايش نيكل، مقدار گاف انرژي روند كاهشي دارد. مطالعه طيف‌هاي FTIR نشان مي‌دهد كه دو باند اصلي فلز-اكسيژن در طيف تمامي نمونه‌هاي فريت اسپينلي وجود دارد كه اولي در محدوده ي 500 تا 650 cm-1 و ديگري در محدوده ي 385 تا 450 cm-1 است.

In this Article NixCo1-xFe2O4 (x=0, 0.5 ,1) has been prepared in coprecipition method. Its structural and optical properties have been verified by XRD, SEM, UV-visible, PL and FTIR. XRD analysis shows cubic inverse spinel structures for the nanoparticles, with space group Fd-3m. The average size has been estimated as 35nm for CoFe2O4 ,23nm for Ni0.5Co0.5Fe2O4 and 20nm for NiFe2O4. The results obtained from SEM confirmed the results of XRD. The photoluminescence (PL) property of these samples were studied using 330 nm excitation wavelength radiation source. The obtained direct band gaps from the UV-Vis spectra are consistent with these results from the PL measurements.