ساخت و بررسي ويژگي هاي ساختاري و مغناطيسي نانوذرات فريت منگنز جانشاني شده با كبالت

Synthesize and Investigation of Magnetic and Structural Properties of MnFe2O4 Nanoparticles Substituted by Co2+

در اين پژوهش، نانوذرات فريت كبالت - منگنز CoxMn1-xFe2O4 ( 7/0? x ?0)، با نيترات هاي فلزي و اسيد سيتريك، به روش سل ژل خود احتراقي تهيه شده و ويژگي هاي ساختاري پودرهاي حاصل، با پراش سنج پرتو ايكس (XRD)، بيناب سنج فروسرخ (FT-IR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شدند. الگوهاي XRD نشان مي دهند كه بلورك هاي تشكيل شده داراي ساختار اسپينلي مكعبي تكفاز وابسته به گروه فضايي Fd3m و ميانگين اندازه ي بلورك هاي20 نانومتر است. با استفاده از رابطه ي براگ، مشاهده شده است كه با افزايش جانشاني كبالت تا 5/0x = پارامتر ثابت شبكه افزايش و سپس براي 7/0x = كاهش مي يابد. بيناب هاي FT- IR نشان مي دهند كه پهنه ي جذبي پيرامون cm-1 572 به برهم كنش ميان آهن - اكسيژن در جايگاه هاي چهاروجهي در ساختار اسپينل وابسته است. با استفاده از تصاوير SEM مشاهده مي شود كه ذرات داراي ريخت كروي و ميانگين اندازه ي بين 50 تا80 نانومترند. بررسي چرخه ها ي پسماند مغناطيسي نمونه ها رسم شده با مغناطيس سنج نمونه ي لرزشي (VSM) نشان مي دهد كه در اثر جانشاني يون هاي Co2+ در فريت منگنز، مغناطش اشباع براي نمونه هاي با 5/0 x ? افزايش و سپس براي نمونه ي با 7/0x= كاهش مي يابد كه مي توان پنداشت به سبب تفاوت گشتاورهاي مغناطيسي يون ها در جايگاه هاي چهاروجهي و هشت وجهي در فريت اسپينلي باشد.

In this research CoxMn1-xFe2O4 nano particles (0 ? x? 0.7), using high purity metal nitrates and citric acid have been prepared by sol gel auto combustion method. The obtained powders were characterized by XRD, FT – IR, SEM and VSM analysis. The XRD patterns showed that the formed crystallites were all in the cubic single phase and the formed crystallite belongs to the space group Fd3m and average particle size was 20 nm. It is observed that for x ? 0.5, ions Co2+ substituted into MnFe2O4 tends to increase the lattice parameter and for x = 0.7, tends to reduce the lattice parameter. FT - IR spectra showed that the metal - oxide vibration band 570 cm-1 assigned the band to the tetrahedral group that corroborated the spinel structure. By the SEM micrographs of the Co - Mn ferrite samples studied, and it can be seen that particles of samples are spherical in shape with the average grain size varies between 50 nm and 80 nm. Hysteresis loops of the samples were obtained by Vibration Sample Magnetometer (VSM) demonstrated an initial increase in the saturation magnetization for x ? 0.5, then decreases for x = 0.7 caused to the difference in the contributions from the magnetic moments of the substituted ions on tetrahedral sites and octahedral sites in the spinel ferrite.