بررسی اثر جریان بر مشخصات ساختاری و مغناطیسی نانوذرات الکتروبلوری مگنتایت در حضور امواج فراصوت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشگاه لرستان - دانشکده علوم پایه - گروه فیزیک

2 دانشگاه شهید چمران اهواز- دانشکده علوم - گروه فیزیک

چکیده

نانوذرات مغناطیسی مگنتایت از طریق فرآیند سونوالکترواکسیداسیون ورقه‌ی آهن در محلول آبی الکترولیت محتوی تیوره به-عنوان پایدارساز آلی، رشد داده شدند. اثر تغییرات جریان اعمال شده، بر خواص ساختاری و مغناطیسی نانوذرات مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه‌یابی ساختاری ذرات توسط دستگاه‌های XRD و SEM صورت پذیرفت. مغناطش نمونه‌ها توسط مغناطیس‌سنج VSM در دمای اتاق بررسی شد. به‌منظور مطالعه‌ی استوکیومتری و میزان تهی‌جاهای آهن در ساختار نمونه‌ها، طیف‌های موسبائر آن‌ها بررسی شدند. الگوی XRD نمونه‌ها، تشکیل ساختار اسپینل مکعبی Fe3O4 با گروه فضایی را تأیید کرد. تصاویر SEM نشان دادند که نانوذرات اکسید آهن با اندازه‌ی میانگین در محدوده‌ی 25 تا 50 نانومتر، وابسته به جریان اعمال شده به سیستم الکترواکسیداسیون رشد یافته‌اند. نتایج مغناطیس‌سنجی VSM نشان داد که نمونه‌ها در دمای اتاق از نظر مغناطیسی نرم و مغناطش آن‌ها به اندازه‌ی میانگین ذرات وابسته است. طیف‌های موسبائر عمدتاً به دو زیرطیف شش-تایی مطابق با مشارکت یون‌های Fe3+ در جایگاه چهاروجهی A و حالت آمیخته‌ی Fe2.5+ در جایگاه هشت‌وجهی B در ساختار مگنتایت برازش گردیدند. با کمک اطلاعات حاصل از برازش طیف‌ها، فرمول شیمیایی نمونه‌ها با لحاظ کردن مقدار نقص آهن در ساختار آن‌ها محاسبه گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Effect of Current on Structural and Magnetic Properties of Electrocrystalized Magnetite Nanoparticles in The Presence of Ultrasound Waves

نویسندگان [English]

  • Saba Mosivand 1
  • Iraj Kazeminezhad 2
چکیده [English]

Magnetite nanoparticles have been synthesized using sonoelectrooxidation of iron plate in an aqueous solution of electrolyte containing thiourea as organic stabilizer. The effect of applied current on structural and magnetic properties of nanoparticles was investigated. The particles structure was characterized using XRD, and SEM. Room-temperature magnetization curves of the samples obtained using a VSM. In order to study the stoichiometric property of the magnetite nanoparticles, Mössbauer spectra in transmission geometry were recorded for all samples. The X-ray patterns showed that the products have cubic spinel structure with space group. The SEM images showed that the particles with sizes in the range 25 to 50 nm depending on the applied current are grown. The room-temperature VSM results showed that all of the samples are magnetically soft and their specific magnetization depends on the mean particle size. Mössbauer spectra are well fitted with two magnetic sextets sub-spectra corresponding to Fe3+ ions at A sites (tetrahedral coordination) and Fe2.5+ ions at B sites (octahedral coordination) associated with magnetite structure. The chemical formula of samples was obtained by taking in to account the deficit of iron in their structure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetite nanoparticles
  • Thiourea
  • Current
  • Sonoelectrooxidation
  • structural properties
  • Magnetization