پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,164 |
| تعداد مقالات | 10,043 |
| تعداد مشاهده مقاله | 18,775,799 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,032,181 |
تهیه مگنتایت (Fe3O4) با نسبت نااستوکیومتری و تأثیر آن در بیناب رامان در حضور میدان مغناطیسی | ||
| فصلنامه علمی اپتوالکترونیک | ||
| دوره 4، شماره 2 - شماره پیاپی 11، شهریور 1401، صفحه 27-36 اصل مقاله (727.94 K) | ||
| نوع مقاله: پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/jphys.2022.65756.1123 | ||
| نویسندگان | ||
| مرجانه جعفری فشارکی* 1؛ محدثه رضایی2 | ||
| 1دانشیار، گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران | ||
| 2کارشناسی ارشد، دانشکده نانوفیزیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، شاهین شهر، ایران | ||
| چکیده | ||
| نانوذرات Fe3O4 به روش هم‌رسوبی با نسبت استوکیومتری و نااستوکیومتری در اتمسفر هوا و دمای C ° 78 ساخته شد. بررسی ساختاری نمونه‌ها توسط الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. خواص مغناطیسی نانو ذرات با استفاده از دستگاه مغناطش سنج شیب نیروی متناوب (AGFM) و ترازوی فارادی بررسی شد. الگوی XRD حاکی از تک فاز بودن نمونه‌ها و تشکیل فاز مکعبی اسپینل مگنتایت بود. قله‌های پراش الگوی XRD با کارت مرجع ۰۸۶۶-۰۸۸-۰۱ مربوط به فاز مگنتایت هم‌خوانی داشت. دمای کوری برای نمونۀ نااستوکیومتری با افزایش Fe2+/Fe3+ نسبت به نمونۀ حجیم (°C585) کاهش می‌یابد که ناشی از کاهش اندازۀ نانو ذرات است. با کوچک شدن اندازۀ ذرات، تعداد برهمکنش‌های ابرتبادلی بین جایگاه‌های ساختار بلوری اسپینلی کاهش می‌یابد و با انرژی گرمایی کمتر نظم اسپین‌ها برهم‌زده می‌شود و گذار فاز فری مغناطیس به پارامغناطیس رخ می‌دهد. بنابراین با افزایش نسبت کاتیون دو ظرفیتی آهن به کاتیون سه ظرفیتی آن می‌توان نانو ذراتی با مغناطش اشباع و نیروی وادارندگی مشابه و دمای‌کوری متفاوت تولید کرد. بررسی بیناب رامان برای هر دو نمونۀ استوکیومتری و نااستوکیومتری، قله‌های مشخص مربوط به ساختار مگنتایت را در cm-1 ۳۳۶ و cm-1 ۴۹۰ نشان داد. مقایسۀ بیناب رامان نمونه‌ها بعد از اعمال میدان مغناطیسی دلالت بر افزایش تعداد قله‌ها و ارتفاع قله‌ها داشت که ناشی از جهت‌گیری نانو ذرات در راستای میدان مغناطیسی بود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بیناب رامان؛ مگنتایت؛ میدان مغناطیسی؛ نااستوکیومتری | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Preparation of Magnetite (Fe3O4) with Non-Stoichiometric Ratio and its Effect on Raman Spectroscopy in the Presence of Magnetic Field | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Marjaneh Jafari Fesharaki1؛ Mohadeseh Rezaei2 | ||
| 1Associate Professor, Department of Physics, Payame Noor University, Tehran, Iran | ||
| 2Ms.C., Department of Nano Physics, Malekashtar University of Technology, Shahinshahr, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Fe3O4 nanoparticles were fabricated by co-precipitation method with stoichiometric and non-stoichiometric ratios in air atmosphere and temperature of 78 °C. Structural analysis of the samples was performed by X-ray diffraction pattern (XRD). The magnetic properties of the nanoparticles were investigated using an alternating force gradient magnetometer (AGFM) and Faraday scale. The XRD patterns indicated that the specimens were single phase and the cubic phase of the magnetic spinel was formed. The diffraction peaks of the XRD pattern are consistent with the reference card 0866-088-01 for the magnetite phase. For non-stoichiometric ratios, by increasing Fe2+/Fe3+, the Cure temperature decreases compare to the bulk sample (585 °C), due to the decrease in particle size. As the particle size decreases, the number of super-exchange interactions between the sites of the spinel crystal structure decreases. Therefore, by increasing the ratio of divalent iron cation to its trivalent cation, nanoparticles with saturated magnetism and similar coercive force and different Curie temperature can be produced and with less heat energy, the order of the spins is disturbed and the transition from the ferromagnetic phase to the paramagnetic phase occurs. The Raman spectra for the samples showed specific peaks related to the magnetite structure at 336 cm-1 and 490 cm-1 wave number. Comparison of the Raman spectroscopy of the samples after applying the magnetic field indicated an increase in the number and height of the peaks, which was due to the orientation of the nanoparticles in the direction of the magnetic field. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Raman Spectroscopy, Magnetite, Magnetic Field, Non-Stoichiometry | ||
| مراجع | ||
|
[1] J. Young Wook, S. Jung Wook and C. Jingwoo, Nanoscaling Laws of Magnetic Nanoparticles and Their Applicabilities in Biomedical Sciences, American Chemical Society. 41 (2008) 179-189.
[2] E. C. Nnadozie and P. A. Ajibade, Green Synthesis and Characterization of Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles Using Chromolaena Odorata Root Extract for Smart Nanocomposite, Materials Letters. 263 (2020) 127145.
[3] M. M. Elfaham, A. Mostafa and E. Mwafy, The effect of Reaction Temperature on Structural, Optical and Electrical Properties of Tunable ZnO Nanoparticles Synthesized by Hydrothermal Method, Journal of Physics and Chemistry of Solids. 154 (2021) 110089.
[4] V. Collins Arun, I. Venda, V. Thamizharasi and E. Sathya, A New Attempt on Synthesis of Spherical Nano Hydroxyapatite Powders Prepared by Dimethyl Sulfoxide-poly Vinyl Alcohol Assisted Microemulsion Method, Materials Chemistry and Physics. 259 (2021) 124097.
[5] U. Vinoditha, K. M. Sandeep, B. K. Sarojini and K. M. Balakrishna, Surface Dangling Bonds Foisted Atypical Deep Ultraviolet Emission in Zn1−xFexO Nanoparticles Synthesized by Thermal Decomposition Method under Nitrogen Atmosphere, Journal of Alloys and Compounds. 876 (2020) 158951.
[6] X. Wu, S. Zhou, L. Yuting, Y. Sinian, Y. Xiang, J. Jiang, Z. Liu, D. Fan, H. Zhang and L. Zhu, Na-Containing Manganese-based Cathode Materials Synthesized by Sol-gel Method for Zinc-based Rechargeable Aqueous Battery, Journal of Alloys and Compounds. 858 (2021) 157744.
[7] G. Changfa, H. Yong, Q. Haisheng, N. Jiqiang and X. Shijie, Magnetite (Fe3O4) Tetrakaidecahedral Microcrystals: Synthesis, Characterization, and Micro-Raman Study, Materials Characterization. 62 (2011) 148-151.
[8] R. Hatel, S. E. Majdoub, A. Bakour, M. Khenfouch and M. Baitoul, Graphene Oxide/Fe3O4 Nanorods Composite: Structural and Raman Investigation. Journal of Physics, 1081 (2018) 012006.
[9] S. Lei, H. Yurong, H. Yanwei, W. Zinzhi, J. Baocheng and H. Yimin, Synthesis of Size-Controlled Hollow Fe3O4 Nanospheres and their Growth Mechanism, Particuology. 49 (2020) 16-23.
[10] H. E. Ghandoor, H. M. Zidan, M. H. Khalil and M. I. M. Ismail, Synthesis and Some Physical Properties of Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles, Journal of Electrochemical Society. 7 (2012) 5734-5745.
[11] K. Hedayati, M. Goodarzi and D. Ghanbari, Hydrothermal Synthesis of Fe3O4 Nanoparticles and Flame Resistance Magnetic Poly Styrene Nanocomposite, Journal of Nanostruc., 7 (2017) 32-39.
[12] N. C. C. Lobato, M. B. Mansur and A. D. Ferreira, Characterization and Chemical Stability of Hydrophilic and Hydrophobic Magnetic Nanoparticles, Material Research. 20 (2017) 736-746.
[13] M. Hanesch, Raman Spectroscopy of Iron Oxides and (Oxy)hydroxides at Low Laser Power and Possible Applications in Environmental Magnetic Studies, Geophysical Journal International. 177 (2009) 941-948.
[14] X. Kaichen, Z. Rui, T. Kuniharu and H. Minghui, Toward Flexible Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Sensors for Point-of-Care Diagnostics, Advance Science. (2019) 29000925.
[15] E. Steven, C. Gaelle, C. Emiliano, K. Janina, L. Marc, T. V and P. Marek, Towards Reliable and Quantitative Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS): From Key Parameters to Good Analytical Practice, Angewandte Chemie. 59 (2020)5454-5462.
[16] S. Das and M. Hendry, Application of Raman spectroscopy to Identify Iron Minerals Commonly Found in Mine Wastes, Chemical Geology. 290 (2011) 101-108.
[17] O. N. Shebanova and P. Lazor, Raman spectroscopic Study of Magnetite (FeFe2O4): A New Assignment for the Vibrational Spectrum, Journal of Solid State Chemistry. 174 (2003) 424-430.
[18] I. Chamritski, G. Burns, Infrared- and Raman-Active Phonons of Magnetite, Maghemite, and Hematite: A Computer Simulation and Spectroscopic Study, The Journal of Physical Chemistry B. 109 (2005) 4965-4968.
[19] T. Krzysztof, K. Ahmet, A. E. Ryszard, M. Sławomir, K. Irakli, S. Błażej, L. Stefan and C. Katarzyna, Spectroscopic and Magnetic Studies of Highly Dispersible Superparamagnetic Silica Coated Magnetite Nanoparticles,.
[20] P. C. Panta and C. P. Bergmanna, Raman Spectroscopy of Iron Oxide of Nanoparticles (Fe3O4), Journal of Material Sciences & Engineering. 5 (2015) 1-3. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 306 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 221 |
||