Выпуски

/

2020

/

том 18 /

выпуск 4

Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

G. A. Osamong, P. K. Kamweru, J. M. Gichumbi, W. K. Ngetich, F. G. Ndiritu
«Structural and Morphological Analysis of Copper-Doped Magnesium–Nickel Ferrite Nanoparticles»
0939–0951 (2020)

PACS numbers: 61.05.cp, 61.46.Df, 68.37.Hk, 68.37.Lp, 68.37.Og, 75.50.Tt, 78.30.-j

Наноферити — це матеріяли, основним елементом яких є Ферум і з, принаймні, одним розміром менше 100 нм. Вони мають чудові магнетні, електронні, структурні, морфологічні й оптичні властивості. Ці властивості ідеально підходять для виготовлення електронних пристроїв даних серед інших областей застосування. Властивості можуть бути додатково налаштовані леґуванням з тривалентними або двовалентними елементами. На основі наявної літератури гіпотеза про те, що можливості феритів можуть бути розтягнуті далі, щоб відповідати підручному застосуванню, введенням леґувальних катіонів, зміною способу застосувань, що змінюють розподіл катіонів у тетраедричних або октаедричних позиціях шпінельної кубічної структури феритів. Отже, пошук ідеального нанофериту для застосування в електроніці та для інших використань триває. У цій роботі леґовані Купрумом маґнієво-ніклеві феритові наночастинки зі складом Cu\(_x\)Mg\(_{1-x}\)NiFe\(_2\)O\(_4\) (x=0.00, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75, 1.00) готуються з використанням техніки автозгоряння, використовуючи лимонну кислоту як засіб гелатування зі збереженим рН 7, і є кальциновані при 700°C. Елементна аналіза підтвердила очікувану стехіометрію зразків. Одержані порошки характеризувалися інфрачервоною спектроскопією (ІЧ), інфрачервоною спектроскопією з Фур'є-перетвором (ФПІЧ), рентґенівською дифракцією (РД), а морфологію було визначено просвітлювальною електронною мікроскопією (ПЕМ) і сканувальною електронною мікроскопією (СЕМ). РД-картини зразків показують шпінельний кубічний тип структури, зображений підписом інтенсивних піків при Міллерових індексах (311), з параметром ґратниці, що незначно змінюється з концентрацією Купруму та кристалічними розмірами в діяпазоні 4,1–35,58 нм. ФПІЧ-спектроскопія показала домінувальні зв'язки між 400–499 см\(^{-1}\) і 500–599 см\(^{-1}\) як характерні для шпінельного фериту. Морфологічні дослідження електронною мікроскопією з високою роздільчою здатністю та сканувальною електронною мікроскопією показали сферичну природу зразків, а розмір частинок коливається від 16 нм до 45 нм, як визначено програмним забезпеченням ImageJ. Дані показують, що синтезований ферит Cu\(_x\)Mg\(_{1-x}\)NiFe\(_2\)O\(_4\) може бути застосований у запам'ятовувальних та електронних пристроях зберігання даних, а також у носіях запису високої щільності.

Keywords: spinel ferrite, nanoparticles, structure, doping, morphology

References

1. I. Khan, K. Saeed, and I. Khan, Arabian Journal of Chemistry, 12, No. 7: 908 (2019); https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2017.05.011
2. C. Venkataraju, G. Sathishkumar, and K. Sivakumar, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 322, Iss. 2: 230 (2010); https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2009.08.043
3. R. M. Rosnan, Z. Othaman, R. Hussin, A. A. Ati, A. Samavati, S. Dabagh, and S. Zare, Chinese Physics B, 25, No. 4: 047501 (2016); https://doi.org/10.1088/1674-1056/25/4/047501
4. Y. K. Dasan, B. H. Guan, M. H. Zahari, and L. K. Chuan, PloS One, 12, No. 1: e0170075 (2017); doi: 10.1371/journal.pone.0170075
5. J. Jacob and M. A. Khadar, Journal of Applied Physics, 107, Iss. 11: 114310 (2010); https://doi.org/10.1063/1.3429202
6. X. Zuo, A. Yang, C. Vittoria, and V. G. Harris, Journal of Applied Physics, 99, Iss. 8: 08M909 (2006); https://doi.org/10.1063/1.2170048
7. P. P. Hankare, V. T. Vader, N. M. Patil, S. D. Jadhav, U. B. Sankpal, M. R. Kadam, and N. S. Gajbhiye, Materials Chemistry and Physics, 113, Iss. 1: 233 (2009); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.07.066
8. T. Smitha, X. Sheena, P. J. Binu, and E. M. Mohammed, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 73, No.1: 012094 (2015); https://doi.org/10.1088/1757-899X/73/1/012094
9. S. Y. Mulushoa, N. Murali, M. T. Wegayehu, S. J. Margarette, and K. Samatha, Results in Physics, 8: 772 (2018); https://doi.org/10.1016/j.rinp.2017.12.062
10. A. I. Ahmed, M. A. Siddig, A. A. Mirghni, M. I. Omer, and A. A. Elbadawi, Advances in Nanoparticles, 4, No. 2: 45 (2015); doi: 10.4236/anp.2015.42006
11. A. E. A. A. Said, M. M. A. El-Wahab, S. A. Soliman, and M. N. Goda, Nanoscience and Nanoengineering, 2, No.1: 17 (2014); doi:10.13189/nn.2014.020103
12. F. S. Tehrani, V. Daadmehr, A. T. Rezakhani, R. H. Akbarnejad, and S. Gholipour, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 25, No. 7: 2443 (2012); https://doi.org/10.1007/s10948-012-1655-5
13. D. Cao, L. Pan, J. Li, X. Cheng, Z. Zhao, J. Xu, Q. Li, X. Wang, S. Li, J. Wang, and Q. Liu, Scientific Reports, 8, No. 1: 8989 (2018); https://doi.org/10.1038/s41598-018-26341-4
14. K. K. Kefeni, T. A. Msagati, and B. B. Mamba, Materials Science and Engineering: B, 215: 37 (2017); https://doi.org/10.1016/j.mseb.2016.11.002
15. A. Sutka and G. Mezinskis, Frontiers of Materials Science, 6, No. 2: 128 (2012); https://doi.org/10.1007/s11706-012-0167-3
16. S. Zahi, A. R. Daud, and M. Hashim, Materials Chemistry and Physics, 106, Iss. 2–3: 452 (2007); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.06.031
17. T. Shanmugavel, S. Gokul Raj, G. Ramesh Kumar, and G. Rajarajan, Physics Procedia, 54: 159 (2014); https://doi.org/10.1016/j.phpro.2014.10.053
18. J. Azadmanjiri, H. K. Salehani, M. R. Barati, and F. Farzan, Materials Letters, 61, Iss. 1: 84 (2007); https://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.04.011
19. Z. K. Heiba, M. B. Mohamed, A. M. Wahba, and L. Arda, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 28, No. 8: 2517 (2015); https://doi.org/10.1007/s10948-015-3069-7
20. T. K. Pathak, N. H. Vasoya, V. K. Lakhani and K. B. Modi, Ceramics International, 36, Iss. 1: 275 (2010); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2009.07.023
21. S. Thankachan, B. P. Jacob, S. Xavier, and E. M. Mohammed, Physica Scripta,
87, No. 2: 025701 (2013); https://doi.org/10.1088/0031-8949/87/02/025701
22. A. Maqsood and A. Faraz, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 25, No. 5: 1025 (2012); https://doi.org/10.1007/s10948-011-1343-x
23. V. Jeseentharani, M. George, B. Jeyaraj, A. Dayalan, and K. S. Nagaraja, Journal of Experimental Nanoscience, 8, Iss. 3: 358 (2013); https://doi.org/10.1080/17458080.2012.690893
24. R. Sridhar, D. Ravinder, and K. V. Kumar, Advances in Materials Physics and Chemistry, 2, No. 3: 192 (2012); doi: 10.4236/ampc.2012.23029
25. J. Balavijayalakshmi and M. J. Saranya, NanoSci. NanoTechno, 2, Iss. 4: 397 (2014).
26. D. Mott, J. Galkowski, L. Wang, J. Luo, and C. J. Zhong, Langmuir, 23, No. 10: 5740 (2007); https://doi.org/10.1021/la0635092
27. M. Maria Lumina Sonia, S. Blessi, and S. Pauline, International Journal of Research, 1, No. 8, Pt. 3: 70 (2014).
28. C. Venkataraju, G. Sathishkumar, and K. Sivakumar, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 322, Iss. 2: 230 (2010); https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2009.08.043
29. L. Khanna and S. K. Tripathi, Research Journal of Recent Sciences, 6, Iss. 2: 1 (2017); Microsoft Word - 1.ISCA-RJRS-2017-002.docx
30. A. Gaber, M. A. Abdel-Rahim, A. Y. Abdel-Latief, and M. N. Abdel-Salam, Int. J. Electrochem. Sci., 9: 81 (2014); 90100081.pdf (electrochemsci.org)
31. N. Sanpo, C. Wen, C. C. Berndtn, and J. Wang, Microbial Pathogens and Strategies for Combating Them: Science, Technology and Education (Spain: Formatex Research Centre: 2013), vol. 1, p. 239.
32. H. Arabi and N. Khalili Moghadam, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 335: 144 (2013); https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2013.02.006
33. S. Sagadevan, Z. Z. Chowdhury, and R. F. Rafique, Materials Research, 21, No. 2: e20160533 (2018); https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2016-0533

Все статьи доступны по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Электронная почта: tatar@imp.kiev.ua Телефоны и адрес редакции О сборнике Пользовательское соглашение