نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فیزیک، دانشگاه پیام نور

2 گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

فریت ها از جمله سرامیک های مغناطیسی هستند که به خاطر کاربرد گسترده‌ی آن‌ها در صنایع مختلف دانشمندان همواره سعی در بهینه سازی خواص ساختاری، مغناطیسی، الکتریکی و... آنها داشته‌اند. یکی از آنالیزهایی که دانشمندان به منظور مشخصه‌یابی ساختاری از آن استفاده می‌کنند، طیف‌سنجی رامان می‌باشد. در این تحقیق نانوذرات فریت کبالت آلایش یافته با کادمیوم و همچنین کادمیوم-کروم ساخته شد. به منظور تایید تشکیل ساختار اسپینلی و بدست آوردن پارامترهای ساختاری آنالیز پراش پرتو ایکس انجام شد. اندازه ذرات بین ۵۳ تا ۵۹ نانومتر و ثابت شبکه بین 39/8 تا 52/8 آنگستروم بدست آمد. عکس های حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ساختار نانوذرات از تجمعات چند ذره-ای متشکل از ذرات نانومتری کروی شکل تشکیل شده است. سپس انها را تحت آنالیز رامان قرار دادیم که علاوه بر تعیین نوع اسپینلی نمونه ها، تغییرات توزیع کاتیون‌ها در شبکه اسپینلی مورد بررسی قرار گرفت. در این آنالیز مشاهده شد که علاوه بر پنج حالت فعال رامان (A1g، Eg، 3T2g) که مشخصه ساختار اسپینلی هستند، قله های دیگری که از ویژگی های ساختار اسپینلی آمیخته می‌باشند نیز در طیف رامان حاصل از نمونه ها نمایان است.

کلیدواژه‌ها

[1] Ghorbani, H., M. Eshraghi, AA Sabouri Dodaran, P. Kameli, Stacey Protasowicki, Daryoosh Vashaee. "Effect of Yb doping on the structural and magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles", Materials Research Bulletin 147: 2022. 111642. (https://-doi.org/10.1016/j.materresbull.2021.111642)
[2] N.Somaiah, T.V.Jayaraman, P.A.Joy, D.Das, "Magnetic and magnetoelastic properties of Zn doped cobalt ferrites CoFe2xZnxO4 (x = 0, 0.1, 0.2, and 0.3)", J. Magn Magn materials 324-12 (2014). 2286-2291.
[3] Ghorbani, H., Eshraghi, M., Sabouri, A. A. “Magnetic properties of Co0.9Cd0.1Fe1.9X0.1O4 (X= Cr, Yb) nanoparticles prepared by hydrothermal method”, Progress in Physics of Applied Materials, 1(1). 2021. 50-56. (10.22075/PPAM.2021.23974.1011)
[4] P. Chandramohan, M.P. Srinivasan, S. Velmurugan, S.V. Narasimhan. "Cation distribution and particle size effect on Raman spectrum of CoFe2O4", Journal of Solid State Chemistry 184, 2011. 89-96.
[5] Veronica D’Ippolito, Giovanni B. Andreozzi, Danilo Bersani, Pier Paolo Lotticib. "Raman fingerprint of chromate, aluminate and ferrite spinels", Journal of Raman Specrtoscopy,  DOI 10.1002/jrs.4764. 2015.
[6] M.Rahimi, M.Eshraghi , P.Kameli. "Structural and magnetic characterizations of Cd substituted nickel ferrite nanoparticles", J. Ceramics International, 2014. 07.033.
[7] A.B. Kulkarni, S.N. Mathad. "Variation in structural and mechanical properties of Cd doped Co-Zn ferrites", J. Materials Science for Energy Technologies, 03.003. 2019.
[8] M.Kaur, S.Rana, P.S.Tarsikka. "Comparative analysis of cadmium doped magnesium ferrite Mg1-xCdxFe2O4 (x= 0.0, 0.2, 0.4, 0.6) nanoparticles", J. Ceram. Int, 38, 2012. 4319-4323.
[9] M.Sundararajan, L.John Kennedy, Udaya Aruldoss, Sk.Khadeer Pasha, J.Judith Vijaya, Steve Dunn. "Microwave combustion synthesis of zinc substituted nanocrystalline spinel cobaltferrite: Structural and magnetic studies", J. Materials Science in Semiconductor Processing 40, 2015. 1-10.
[10] Ghorbani, H., & Eshraghi, M., "Investigation of chromium doping effect on the structural and magnetic properties of MnFe2-xCrxO4 ferrite nanoparticles", Journal of Research on Many-body Systems. 2016. 6(12). 1-9. (DOI: 10.22055/JRMBS.2016.12437)
[11] Rahimi, M., Kameli, P., Ranjbar, M., Hajihashemi, H., Salamati, H., "The effect of zinc doping on the structural and magnetic properties of Ni1−xZnxFe2O4. Journal of Materials Science, 48(7). 2969-2976. 2013.
[12] Z. Karcıoglu Karakas, R. Boncukcuoglu, I. Hakkı Karakas, M. Ertugrul, "The effects of heat treatment on the synthesis of nickel ferrite (NiFe2O4) nanoparticles using the microwave assisted combustion method", J. Magnetism and Magnetic Materials, 374, 298-306. 2015.
[13] Minerals Raman database. Physics Department, University of Parma, Italy. Available at: http://www.fis.unipr.it/phevix/-ramandb.html (accessed March 2015)
[14] RASMIN, Raman spectra database of minerals and inorganic materials. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST). Japan. Available at: http://riodb.-ibase.aist.go.jp/rasmin/ (accessed March 2015).
[15] K.B.Modi , P.Y.Raval , S.J.Shah , C.R.Kathad , S.V.Dulera , M.V.Popat , K.B.Zankat , K.G.Saija , T.K.Pathak , N.H.Vasoya , V.K.Lakhani , U.Chandra , P.K.Jha. "Raman and Mossbauer Spectroscopy and X-ray Diffractometry Studies on Quenched Copper–Ferri–Aluminates", J. Inorg. Chem, 54: 2015. 1543-1555 .
[16] B.D.Hosterman. "Raman Spectroscopic Study of Solid Solution Spinel Oxides" , PhD Thesis University of Nevada. 2011.
[17] P.Chandramohan, M.P. Srinivasan, S.Velmurugan, S.V.Narasimha. "Cation distribution and particle size effect on Raman spectrum of CoFe2O4", J. Solid State Chem, 184, 2011. 89.
[18] J. Manjon, I. Tiginyanu, V. Ursaki. "Pressure-Induced Phase Transitions in AB2X4 Chalcogenide Compounds", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. 2014.
[19] Ghorbani, H., Eshraghi, M., Dodaran, A. S.. "Structural and magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles doped with cadmium", Physica B: Condensed Matter, 634, 2022. 413816. (https://doi.org/10.1016/j.physb.2022.-413816)
[20] P. R. Graves, C. Johnston, J. J. Campaniello. "Raman scattering in spinel structure ferrites", J. Materials Research Bulletin 23: 1988. 1651–1660.
[21] H. Ghorbani, M. Eshraghi, A. A. Sabouri Dodaran, P. Kameli, "Study on the effects of cadmium and chromium substitution in hydrothermally-synthesized spinel cobalt ferrite nanoparticles", Eur. Phys. J. Plus. 2023 138:822. (https://doi.org/10.1140/-epjp/s13360-023-04436-w)

[22] S.S.More , R.H.Kadam , A.B.Kadam , D.R.Mane , G.K.Bichile. "Structural properties and magnetic interactions in Al3+ and Cr3+ co-substituted CoFe2O4 ferrite" ,  J. Chem. Struct. 8: 2010. 41