ويژگي‌هاي ريزساختاري، نوري و مغناطيسي نانوذرات Mn0/3-xBaxCu0/2Zn0/5Fe2O4

Microstructural, optical, and magnetic properties of Mn0.3-xBaxCu0.2Zn0.5Fe2O4 nanoparticles

اثر جانشاني يون Ba بر ويژگي­ هاي ساختاري، نوري و مغناطيسي فريت­هاي Mn0/3-xBaxCu0/2Zn0/5Fe2O4 بررسي شد. نمونه­ ها با پراش­سنج پرتو ايكس، طيف­ سنج تبديل فوريه فروسرخ، ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف­ سنج نوري مرئي-فرابنفش و مغناطيس ­سنج نمونه ارتعاشي مشخصه ­يابي شدند. نتايج ساختاري نشان داد كه ساختار نمونه ­ها تا جانشاني x = 0/20 كاملاً در يك ساختار مكعبي تك فاز (گروه فضايي Fd3m) بلوري شده­ اند، در حالي كه فاز ناخالصي BaO در نمونه ­هاي با x = 0/25, 0/30 ديده شد. افت مشاهده شده در مغناطش نمونه ­ها ناشي از حضور يون­ هاي غيرمغناطيسي Ba2+ در جايگاه هشت­ وجهي است. گاف انرژي نمونه ­ها با افزايش جانشاني باريم تا x = 0/10 يك روند افزايشي را نشان مي ­دهد و در ادامه با جانشاني، كاهش مي ­يابد. مقادير گاف نواري بدست آمده با مقادير پيشتر گزارش شده براي فريت ­ها هم­خواني دارد. هم­چنين افزايش گاف انرژي نمونه ­ها با افزايش باريم را مي­توان بر پايه تغييرات ساختار الكتروني توضيح داد.

The effect of Ba ion substitution on structural, optical, and magnetic properties of Mn0.3-xBaxCu0.2Zn0.5Fe2O4 ferrites was investigated. The samples were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-Vis spectroscopy, and vibrating sample magnetometer at room temperature. Structural results show that the structure of the samples with x up to 0.20 is completely indexed to a single-phase cubic structure (space group Fd m), while the impurity phase of BaO is observed in the samples with x = 0.25, 0.30. As the substitution content increases, the presence of non-magnetic Ba2+ ions in the octahedral site decreases the saturation magnetization of the samples. Comparison of the bandgap energy of the samples shows an increasing trend with Ba substitution for x up to 0.10 and then decreases, which can be interpreted in terms of changes in the electronic structure of the samples.