تهیه مگنتایت (Fe3O4) با نسبت نااستوکیومتری و تأثیر آن در بیناب رامان در حضور میدان مغناطیسی

Abstract

نانوذرات Fe3O4 به روش هم‌رسوبی با نسبت استوکیومتری و نااستوکیومتری در اتمسفر هوا و دمای C ° 78 ساخته شد. بررسی ساختاری نمونه‌ها توسط الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. خواص مغناطیسی نانو ذرات با استفاده از دستگاه مغناطش سنج شیب نیروی متناوب (AGFM) و ترازوی فارادی بررسی شد. الگوی XRD حاکی از تک فاز بودن نمونه‌ها و تشکیل فاز مکعبی اسپینل مگنتایت بود. قله‌های پراش الگوی XRD با کارت‌ مرجع ۰۸۶۶-۰۸۸-۰۱ مربوط به فاز مگنتایت هم‌خوانی داشت. دمای ‌کوری برای نمونۀ نااستوکیومتری با افزایش Fe2+/Fe3+ نسبت به نمونۀ حجیم (°C585) کاهش می‌یابد که ناشی از کاهش اندازۀ نانو ذرات است. با کوچک شدن اندازۀ ذرات، تعداد برهمکنش‌های ابرتبادلی بین جایگاه‌های ساختار بلوری اسپینلی کاهش می‌یابد و با انرژی گرمایی کمتر نظم اسپین‌ها برهم‌زده می‌شود و گذار فاز فری مغناطیس به پارامغناطیس رخ می‌دهد. بنابراین با افزایش نسبت کاتیون دو ظرفیتی آهن به کاتیون سه ظرفیتی آن می‌توان نانو ذراتی با مغناطش اشباع و نیروی وادارندگی مشابه و دمای‌کوری متفاوت تولید‌ کرد. بررسی بیناب ‌رامان برای هر دو نمونۀ استوکیومتری و نااستوکیومتری، قله‌های مشخص مربوط به ساختار مگنتایت را در cm-1 ۳۳۶ و cm-1 ۴۹۰ نشان داد. مقایسۀ بیناب ‌رامان نمونه‌ها بعد از اعمال میدان‌ مغناطیسی دلالت بر افزایش تعداد قله‌ها و ارتفاع قله‌ها داشت که ناشی از جهت‌گیری نانو ذرات در راستای میدان ‌مغناطیسی بود.

Keywords

• بیناب رامان
• مگنتایت
• میدان مغناطیسی
• نااستوکیومتری