اثر جانشاني Mn2+ بر خواص ساختاري و مغناطيسي نانوفريت هاي Ni(0.5-x)MnxZn0.5Fe2O4 (5/0 ،35/0 ،25/0 ،0 = x) تهيه‌شده به روش هم رسوبي

Effect of Mn2+ substitution on the structure and magnetic properties of nanosized Ni(0.5-x)MnxZn0.5Fe2O4 (x = 0, 0.25, 0.35, 0.5) ferrites prepared by co-precipitation method

در اين پژوهش، نانوذرات مغناطيسي فريت نيكل-منگنز-روي Ni(0.5-x)MnxZn0.5Fe2O4، با درصدهاي متفاوت جانشاني منگنز (5/0 ,35/0 ,25/0 ,0x = ) به روش هم رسوبي شيميايي تهيه و سرشتي هاي ساختاري نانوذرات تهيه ‌شده با استفاده از پراش سنج پرتو ايكس (XRD) و ميكروسكوپ‌هاي الكتروني تراگسيلي (TEM) و روبشي (SEM) شناسايي شدند. مغناطش اشباعي نمونه ها نيز با مغناطيس سنج ارتعاشي (VSM) اندازه گيري شد. تحليل طرح پراش پرتو X تركيبات، نشا ن دهنده ي تشكيل فاز اصلي فريت هاي اسپينلي در ابعاد نانو و بدون مشاهده ي فاز فرعي است. هم چنين نتايج XRD نشان مي دهند كه نشاندن منگنز به جاي نيكل بدون تغيير ساختار اسپينلي، موجب افزايش ثابت شبكه مي شود. تصاوير TEM نيز تشكيل نانوذرات مورد نظر را با توزيع مطلوبي پس از گرمادهي در ابعاد نانومتري تاييد مي كنند. نتايج اندازه گيري مغناطش در ميدان هاي خارجي تا kOe8± در دماي اتاق نشان مي دهد كه تمام تركيبات داراي خاصيت ابرپارامغناطيسي با ميدان وادارندگي و مانده مغناطش صفر هستند. علاوه بر آن مغناطش اشباعي تركيبات با افزايش جانشاني Mn2+ به ازاي 25/0 x < افزايش و به ازاي 5/0 < x < 25/0كاهش مي يابد. اين رفتار با در نظر گرفتن نشاندن يون Mn2+ در جايگاه هاي هشت‌وجهي ساختار اسپينلي و تاثير مستقيم آن بر مغناطش زيرشبكه ي مربوطه توضيح داده مي شود.

Nanoparticles of Ni(0.5-x)MnxZn0.5Fe2O4 with stoichiometric proportion, x = 0, 0.25, 0.35, 0.5, were prepared via the chemical co-precipitation process. The structure properties of nanoparticles were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Their magnetic properties were evaluated on a vibrating sample magnetometer (VSM). The XRD patterns showed the formation of single-phased cubic spinel structure for all the annealed samples with no minor phase in nanometer size. Moreover the lattice constant tended to increase with increasing substitution of Mn+2 ions without any change in the spinel structure. The TEM images indicated that the nanosized particles were formed after annealing. The magnetic measurements of nanoparticles were done at room temperature and the results showed that all nanoparticles exhibit a typical superparamagnetic behavior with no hysteresis. Moreover, the saturation magnetization increases up to a substitution level of x = 0.25 and then starts to decrease. The observed behavior is attributed to substitute of Mn+2 ions into the octahedral sites of the cubic spinel lattice which affected to its sublattice magnetization.