بررسي خصوصيات ساختاري و مغناطيسي لانتانيوم و باريم جانشاني شده در نانوذرات مولتي فروئيك فريت بيسموت در حضور سورفكتانتهاي طبيعي برپايه شكر با استفاده از روش همرسوبي

The Investigation of Structural and Magnetic Properties of Lanthanum and Barium Located into Multiferroic Ferrite Bismuth Nanoparticles in the Presence of Sugar Based Natural Surfactants Using Coprecipitation Approach

مقدمه: در كار حاضر نانو ذرات فريت بيسموت جانشاني شده با باريم و لانتانيومBi1-xLaxFeO3 Bi0.9-YLa0.1BaYFeO3 (X= 0, 0.05, 0.1, 0.15, Y= 0.05, 0.1) با بكارگيري روش همرسوبي در حضور فعال كننده هاي سطحي طبيعي گوناگون بر پايه شكر سنتز شدند. روش: خصوصيات ساختاري، مغناطيسي، اندازه و مورفولوژي اين نانوذرات سنتزي با بكارگيري تكنيك هاي گوناگون همچون پراش اشعه ايكس(XRD)، طيف‌سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR)، ميكرسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM)، ميكرسكوپ الكتروني عبوري(TEM) ، توزيع اندازه ذرات (DLS) و مغناطيس سنج نمونه مرتعش (VSM) مورد بررسي قرار گرفتند. يافته ها: نتايج پراش اشعه ايكس يك تغيير فاز از ساختار رومبوهدرال به تتراگونال با افزايش مقدار لانتانيوم و باريم در ساختار فريت بيسموت و نتايج ميكرسكوپ الكتروني عبوري اندازه ذرات حدود 15 نانومتر را براي نانوذرات سنتزي Bi0.9La0.1FeO3 نشان مي دهند. همچنين يك دست بودن ذرات و مورفولوژي تقريباً كروي با ميكرسكوپ الكتروني روبشي مورد بررسي قرار گرفت. آناليز توزيع اندازه ذرات و تأثير فعال كننده هاي سطحي طبيعي برپايه شكر همچون ساپونين (Saponin)، فعال كننده سطحي طبيعي بر پايه شكر و استخراج شده از درخت صدر، تريتون (Triton CG-100)، كروسين (Crocine) و N-اكتيل-بتا-D- گلوكوزيد در سنتز نانوذرات Bi0.9La0.1FeO3 مورد بررسي قرار گرفت كه فعال كننده سطحي كروسين بهترين عملكرد در خواص مغناطيسي و كاهش اندازه نانوذرات را از خود نشان مي دهد. علاوه بر اين خاصيت مغناطيسي ذرات با بكارگيري مغناطيس سنج ارتعاشي مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه گيري: نتايج حاكي از آن است كه هنگامي كه مقدار لانتانيوم از لحاظ استوكيومتري برابر با X=0.1 باشد بهترين عملكرد مغناطيسي مشاهده مي شود.

Introduction: Nanoparticles are comprised from dozens or hundreds of atoms or molecules with different sizes and morphologies are being applied widely due to their unique properties in chemistry, physic, and biology. Multiferroic compounds have been considered significantly owing to their applications arising from their ferromagnetic, ferroelectric, and fibroelastic properties. Among all multiferroic compounds, ferrite bismuth (BiFeO3) has attracted remarkable attentions which is a weak pad-ferromagnetic in the magnetic points of view of the best impressive approaches for improving its properties is the substitution of the metals including La, Ba, Pd, Sr, and Ca in A positions or Ti, Cr, and Mn in B positions through BiFeO3 scaffold. In this work, Bi1-XLaxFeO3 and Bi0.9-YLa0.1BaYFeO3 nanoparticles were synthesized and the structural and magnetic properties of synthesized nanoparticles were also studied. Methods: BiFeO3 particles were synthesized by mixing the Bi(NO3)3.5H2O, La(NO3)2.6H2O, Ba(NO3)2.4H2O, and Fe(NO3)3.9H2O precursors in nitric acid in the presence of surfactants Saponin, Triton CG-100, Crocin, or N-octyl-beta-D-glucoside and tetraethylenepentamine as base. Findings: The XRD patterns of synthesized Bi1-xLaxFeO3 and Bi0.9-YLa0.1BaYFeO3 confirmed that the nanoparticles obtained have crystalline rhombohedral (R3c) structure. In addition, The FT-IR spectra presented the main bonds related to perovskite structure of synthetic nanoparticles. TEM and FE-SEM images corroborated the uniform spherical morphology of Bi0.9La0.1FeO3 nanoparticles with the mean diameter of 15 nm which were in satisfying agreement with DLS analysis. A reduction in magnetic properties was observed by using VSM analysis as a result of the simultaneous enhancement of lanthanum and barium.