بررسی و مقایسه ویژگی ساختاری، ریخت‌شناسی، مغناطیسی و نوری نانولایه و نانوذرات فریت کبالت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فیزیک، دانشگاه شهید باهنر، کرمان، ایران

چکیده

در این مقاله، به بررسی ویژگی ساختاری، مغناطیسی، ریخت­شناسی و نوری نانوذرات فریت کبالت و مقایسه با لایه نازک آن پرداخته شده است. نانوذرات فریت کبالت با استفاده از روش سل- ژل خوداحتراقی و لایه نازک فریت کبالت با استفاده از روش سل- ژل و لایه­نشانی چرخشی آماده شدند. بررسی ویژگی ساختاری نمونه­ها با استفاده از آنالیزطیف­سنجی پراش اشعه ایکس و در ادامه با استفاده از آنالیز ریتولد و ویلیامسون- هال انجام شد. ویژگی مغناطیسی نمونه­ها با استفاده از آزمون مغناطیس­سنج نمونه نوسانی و آزمون اثر مگنتواپتیک فاراده مورد بررسی قرار گرفت. ریخت­شناسی نمونه­ها با آزمون­های میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی انجام شد.در نهایت، ویژگی نوری و گاف انرژی نمونه­ها با استفاده از آنالیز طیف­سنجی مرئی- فرابنفش بررسی شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation and Comparison of Structural, Morphological, Magnetic and Optical Properties of Cobalt Ferrite Thin layer and Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • asma mohammadi badizi
  • hamed maleki
[1] F. Choueikani, F. Royer, D. Jamon, A. Siblini, J. J. Rousseau, S. Neveu and J. Charara, "Magneto-optical waveguides made of cobalt ferrite nanoparticles embedded in silica/zirconia organic-inorganic matrix" Applied physics letters, 94, no. 5, 051113-051120, 2009.
[2] A. Bagade, V. Ganbavle, S. Mohite, T. Dongale, B. Sinha and K. Rajpure, "Assessment of structural, morphological, magnetic and gas sensing properties of CoFe2O4 thin films" Journal of colloid and interface science, 497, 181-192, 2017.
[3] Y. Kumar and P.M. Shirage, "Highest coercivity and considerable saturation magnetization of CoFe2O4 nanoparticles with tunable band gap prepared by thermal decomposition approach" Journal of materials science, 52, 4840-4851, 2017.
[4] S. Kumar, S. Munjal and N. Khare, "Metal-semiconductor transition and Seebeck inversion in CoFe2O4 nanoparticles" Journal of Physics and Chemistry of Solids, vol. 105, pp. 86-89, 2017.
[5] K.S. Rao, G.S. V.R.K. Choudary, K.H. Rao and Ch. Sujatha, "Structural and magnetic properties of ultrafine CoFe2O4 nanoparticles" Procedia Materials Science, vol. 10, pp. 19-27, 2015.
[6] R. Lamouri, O. Mounkachi, E. Salmani, M. Hamedoun, A. Benyoussef and H. Ez-Zahraouy "Size effect on the magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles: A Monte Carlo study" Ceramics International, 2019.
98 پاییز ۱۳۹۹ | شماره ۳ | سال هفتم
[7] N.A. Frey, S. Peng, K. Cheng and S. Sun, "Magnetic nanoparticles: synthesis, functionalization, and applications in bioimaging and magnetic energy storage" Chemical Society Reviews, 38, 2532-2542, 2009.
[8] R. Zhang, L. Sun, Z. Wang, W. Hao, E. Cao and Y. Zhang, "Dielectric and magnetic properties of CoFe2O4 prepared by sol-gel auto-combustion method," Materials Research Bulletin, 98, 133-138, 2018.
[9] M.S. Al Maashani, K.A. Khalaf, A.M. Gismelseed and I. A. Al-Omari, "The structural and magnetic properties of the nano-CoFe2O4 ferrite prepared by sol-gel auto-combustion technique" Journal of Alloys and Compounds, 12,152786-152791, 2019.
[10] M. Dhiman and S. Singhal, "Enhanced catalytic properties of rare-earth substituted cobalt ferrites fabricated by sol-gel auto-combustion route" Materials Today: Proceedings, vol. 14, 435-444, 2019.
[11] Y. Zhang, Zh. Yang, D. Yin, Y. Liu, Ch. F, R. Xiong, J. Shi and G. Yan, "Composition and magnetic properties of cobalt ferrite nano-particles prepared by the co-precipitation method" Journal of Magnetism and Magnetic Materials 322, 3470-3475, 2010.
[12] L. Zhao, "Studies on the magnetism of cobalt ferrite nanocrystals synthesized by hydrothermal method" Journal of Solid State Chemistry, 181, 245-252, 2008.
[13] O. Hemeda, N.Y. Mostafa, O.H.A. Elkader, D. Hemeda, A. Tawfik, and M. Mostafa, "Electrical and morphological properties of magnetocaloric nano ZnNi ferrite" Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 394, 96-104, 2015.
[14] M. Boon, W.S. Saw, and M. Mariatti, "Magnetic, dielectric and thermal stability of Ni–Zn ferrite-epoxy composite thin films for electronic applications" Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 324, 755-760, 2012.
[15] F. Rigato, J. Geshev, V. Skumryev, and J. Fontcuberta, "The magnetization of epitaxial nanometric CoFe2O4 (001) layers" Journal of applied physics, 106, , 113924, 2009.
[16] J.G. Lee, K.P. Chae, and J. C. Sur, "Surface morphology and magnetic properties of CoFe2O4 thin films grown by a RF magnetron sputtering method" Journal of magnetism and magnetic materials, 267, 161-167, 2003.
[17] L. Shen, "Epitaxial growth of spinel cobalt ferrite films on MgAl2O4 substrates by direct liquid injection chemical vapor deposition" Journal of Crystal Growth, 390, 61-66, 2014.
[18] N. Quandt, F. Syrowatka, R. Roth, L. Bergmann, K. Dörr, and S. G. Ebbinghaus, "Spin coating of epitaxial BaTiO3/CoFe2O4 thin films on single crystalline (001)-SrTiO3" Materials Chemistry and Physics, 229, 453-459, 2019.
[19] M. Khandekar, R. Kambale, J. Patil, Y. Kolekar, and S. Suryavanshi, "Effect of calcination temperature on the structural and electrical properties of cobalt ferrite synthesized by combustion method," Journal of Alloys and compounds, 509, 1861-1865, 2011.
[20] H. Mund and B. Ahuja, "Structural and magnetic properties of Mg doped cobalt ferrite nano particles prepared by sol-gel method" Materials Research Bulletin, 85, 228-233, 2017.
[21] G. El-Shobaky, A. Turky, N. Mostafa, and S. Mohamed, "Effect of preparation conditions on physicochemical, surface and catalytic properties of cobalt ferrite prepared by coprecipitation" Journal of Alloys and Compounds, 493, 415-422, 2010.
[22] A. Pirouzfar and S.S. Ebrahimi, "Optimization of sol–gel synthesis of CoFe2O4 nanowires using template assisted vacuum suction method" Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 370, 1-5, 2014.
[23] N. Adeela, "Influence of manganese substitution on structural and magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles" Journal of Alloys and Compounds, 639, 533-540, 2015.