ساخت و بررسي خواص مغناطيسي نانوذرات فريت منگنزخالص (MnFe2O3) و آلايش داده شده در ماتريس سيليكا

Preparation and investigation of magnetic properties of pure MnFe2O4 ferrite nanoparticles and those dispersed in SiO2 matrix

در اين تحقيق نانو ذرات فريت منگنزخالص و آلايش داده شده در ماتريس سيليكا به روش سل-ژل تهيه شد. اندازه تقريبي دانه ها براي نمونه فريت منگنز خالص و آلايش داده شده در 25 درصد وزني سيليكا با استفاده از رابطه شرر حدود 5.9 و 5.1 نانومتر به دست آمد كه با نتايج به دست آمده از TEM در تطابق است. از نتايج XRD نمونه ها معلوم مي‌شود كه با اضافه كردن سيليكا اندازه دانه ها كوچكتر مي شود. نتايج حاصل از اندازه‌گيري مغناطش نمونه ها نشان داد كه اين نمونه ها داراي پسماند صفر و رفتار ابرپارامغناطيسي مي باشند. با استفاده از نتايج مربوط به پذيرفتاري مغناطيسي ac نمونه ها و برازش با مدل‌هاي مختلف رفتار ابرپارامغناطيسي نمونه‌ها بررسي شد. براي نمونه خالص رفتار نمونه به صورت ابرپارا مغناطيسي برهم كنشي مي‌باشد و با آلايش سيليكا برهم كنش بين نانو ذرات كاهش مي‌يابند و رفتار نمونه ها به حالت ابرپارامغناطيسي بدون برهم كنشي ميل مي كند. به نظر مي رسد با پوشش نانو ذرات فريت منگنز توسط سيليكا و فاصله گرفتن اين ذرات از هم، برهم كنش بين آنها از بين مي‌رود.

In this study, the pure manganese ferrite nanoparticles and those dispersed in silica were prepared by the sol-gel method. The average size of particles, which is estimated from Scherrer formula, is about 6 nm for pure sample and 5 nm for silica dispersed sample. The particles size values are in agreement with the TEM results. Results of magnetization measurements showed that these samples have zero coercivity and are superparamagnet at room temperature. Using the results of ac magnetic susceptibility measurements and analysis by different models, superparamagnetic behavior of magnetic nanoparticles was studied. The behavior of pure sample is interacting superparamagnet and in the silica dispersed sample, the interaction between nanoparticles decreases and the behavior of this sample is non-interacting superparamagnet. It seems that by dispersing the nanoparticles in silica, the distance of particles increases and interaction between ferrite nanoparticles decreases.