بررسي اثر آلايش كروم بر روي ويژگي‌هاي ساختاري و مغناطيسي نانوذرات فريت MnFe2-xCrxO4

Investigation of chromium doping effect on the structural and magnetic properties of MnFe2-xCrxO4 ferrite nanoparticles

در اين تحقيق، نانوذرات فريت منگنز با فرمول MnFe2-xCrxO4(x=0, 0.25, 0.5, 0.75) ساخته شد. ويژگي‌هاي ساختاري نمونه‌ها با پراش سنجي پرتوي ايكس(XRD) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني((FESEM، همچنين ويژگي‌هاي مغناطيسي با اندازه‌گيري پذيرفتاري مغناطيسي و مغناطش‌سنج ارتعاشي (VSM) مورد بررسي قرار گرفت. آناليز XRD نشان مي‌دهد كه ساختار فريت اسپينلي با فاز خالص در نمونه‌ها شكل گرفته است و با استفاده از معادله شرر اندازه بلورك‌ها در حدود 4 نانومتر به‌دست آمد. تصاوير FESEM نشان مي‌دهند كه ذرات كلوخه شده‌اند. نتايج VSM نشان مي‌دهند كه مغناطش نانوذرات با افزايش ميزان آلايش كروم، كاهش مي‌يابد. همچنين اندازه‌گيري پذيرفتاري مغناطيسي متناوب نمونه‌ها نشان مي‌دهند كه پاسخ نمونه‌ها به ميدان مغناطيسي خارجي به بسامد اعمالي وابسته است و پس از محاسبات و برازش داده‌ها مشخص شد كه مواد ساخته شده در دماهاي پايين رفتار ابرشيشه اسپيني با برهم‌كنش قوي بين نانوذرات دارند.

In this investigation, the manganese ferrite nanoparticles MnFe2-xCrxO4) x=0, 0.25, 0.5, 0.75) were prepared. Structural properties of samples were analyzed using X- ray diffraction and field emission scanning electron microscopy (FESEM). By evaluating XRD results, using Scherrerʹs equation, the size of the crystallites was obtained about 4 nm. FESEM images indicated agglomerated nanoparticles for samples. The magnetic properties have been characterized by using AC susceptometer and vibrating sample magnetometer (VSM). Given the results of VSM, the study found that the magnetization of nanoparticles decreased with increasing Cr doping. AC magnetic susceptibility of samples shows, the response of samples is dependent on the applied frequency. Results showed that the prepared samples at low temperatures indicate super spin–glass behavior with strong interaction between nanoparticles.