प्रकृति भ्रमण गर्नुभएकोमा धन्यवाद। तपाईंले प्रयोग गरिरहनुभएको ब्राउजर संस्करण CSS को लागि सीमित समर्थन छ। उत्तम अनुभवको लागि, हामी तपाईंलाई ब्राउजरको नयाँ संस्करण प्रयोग गर्न सिफारिस गर्छौं (वा इन्टरनेट एक्सप्लोररमा अनुकूलता मोड बन्द गर्नुहोस्)। एकै समयमा, निरन्तर समर्थन सुनिश्चित गर्न, हामी शैलीहरू र JavaScript बिना साइटहरू प्रदर्शन गर्नेछौं।
SrFe12O19 (SFO) हार्ड हेक्साफेराइटको चुम्बकीय गुणहरू यसको सूक्ष्म संरचनाको जटिल सम्बन्धद्वारा नियन्त्रित हुन्छन्, जसले स्थायी चुम्बक अनुप्रयोगहरूमा तिनीहरूको प्रासंगिकता निर्धारण गर्दछ। सोल-जेल सहज दहन संश्लेषण द्वारा प्राप्त SFO न्यानो कणहरूको समूह चयन गर्नुहोस्, र G(L) रेखा प्रोफाइल विश्लेषण द्वारा गहिरो संरचनात्मक एक्स-रे पाउडर विवर्तन (XRPD) चरित्र प्रदर्शन गर्नुहोस्। प्राप्त क्रिस्टलाइट आकार वितरणले संश्लेषण विधिमा [००१] दिशाको साथ आकारको स्पष्ट निर्भरता प्रकट गर्दछ, फ्ल्याकी क्रिस्टलाइटहरूको गठनको लागि अग्रणी। थप रूपमा, SFO न्यानो कणहरूको आकार ट्रान्समिशन इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (TEM) विश्लेषण द्वारा निर्धारित गरिएको थियो, र कणहरूमा क्रिस्टलाइटहरूको औसत संख्या अनुमान गरिएको थियो। यी नतिजाहरू महत्वपूर्ण मान भन्दा तल एकल डोमेन राज्यहरूको गठनलाई चित्रण गर्न मूल्याङ्कन गरिएको छ, र सक्रियता भोल्युम समय-निर्भर चुम्बकीकरण मापनबाट व्युत्पन्न गरिएको छ, कडा चुम्बकीय सामग्रीहरूको उल्टो चुम्बकीकरण प्रक्रियालाई स्पष्ट पार्ने उद्देश्यले।
नानो-स्केल चुम्बकीय सामग्रीहरूको ठूलो वैज्ञानिक र प्राविधिक महत्त्व छ, किनभने तिनीहरूको चुम्बकीय गुणहरूले तिनीहरूको भोल्युम आकारको तुलनामा उल्लेखनीय रूपमा फरक व्यवहारहरू प्रदर्शन गर्दछ, जसले नयाँ दृष्टिकोण र अनुप्रयोगहरू 1,2,3,4 ल्याउँछ। nanostructured सामाग्री मध्ये, M-प्रकार hexaferrite SrFe12O19 (SFO) स्थायी चुम्बक अनुप्रयोगहरूको लागि एक आकर्षक उम्मेद्वार भएको छ। वास्तवमा, हालैका वर्षहरूमा, नानोस्केलमा एसएफओ-आधारित सामग्रीहरूलाई आकार, आकार, र चुम्बकीय गुणहरू अनुकूलन गर्न विभिन्न प्रकारका संश्लेषण र प्रशोधन विधिहरू मार्फत अनुकूलन गर्न धेरै अनुसन्धान कार्यहरू गरिएको छ। थप रूपमा, यसले एक्सचेन्ज युग्मन प्रणाली ९,१० को अनुसन्धान र विकासमा ठूलो ध्यान प्राप्त गरेको छ। यसको हेक्सागोनल लेटिस 11,12 को c-अक्षमा उन्मुख भएको यसको उच्च म्याग्नेटोक्रिस्टलाइन एनिसोट्रोपी (K = 0.35 MJ/m3) चुम्बकत्व र क्रिस्टल संरचना, क्रिस्टलाइट्स र ग्रेन साइज, आकार विज्ञान र बनावट बीचको जटिल सम्बन्धको प्रत्यक्ष परिणाम हो। तसर्थ, माथिका विशेषताहरू नियन्त्रण गर्नु विशेष आवश्यकताहरू पूरा गर्ने आधार हो। चित्र 1 ले SFO13 को विशिष्ट हेक्सागोनल स्पेस समूह P63/mmc लाई चित्रण गर्दछ, र रेखा प्रोफाइल विश्लेषण अध्ययनको प्रतिबिम्बसँग सम्बन्धित विमान।
फेरोम्याग्नेटिक कण आकार घटाउने सम्बन्धित विशेषताहरू मध्ये, महत्वपूर्ण मान भन्दा तल एकल डोमेन अवस्थाको गठनले चुम्बकीय एनिसोट्रोपीमा वृद्धि हुन्छ (उच्च सतह क्षेत्रको भोल्युम अनुपातको कारणले गर्दा), जसले एक जबरजस्ती क्षेत्र 14,15 निम्त्याउँछ। कडा सामग्रीहरूमा क्रिटिकल डाइमेन्सन (DC) मुनिको फराकिलो क्षेत्र (विशिष्ट मान लगभग 1 µm हो), र तथाकथित सुसंगत आकार (DCOH)16 द्वारा परिभाषित गरिएको छ: यसले सुसंगत आकारमा डिचुम्बकीकरणको लागि सबैभन्दा सानो भोल्युम विधिलाई जनाउँछ। (DCOH) , सक्रियता भोल्युम (VACT) 14 को रूपमा अभिव्यक्त। यद्यपि, चित्र 2 मा देखाइए अनुसार, क्रिस्टल साइज DC भन्दा सानो भए पनि, उल्टो प्रक्रिया असंगत हुन सक्छ। न्यानोपार्टिकल (NP) कम्पोनेन्टहरूमा, रिभर्सलको महत्वपूर्ण मात्रा चुम्बकीय चिपचिपाहट (S) मा निर्भर गर्दछ, र यसको चुम्बकीय क्षेत्र निर्भरताले NP चुम्बकीकरण 17,18 को स्विचिंग प्रक्रियाको बारेमा महत्त्वपूर्ण जानकारी प्रदान गर्दछ।
माथि: कण आकारको साथ बलपूर्वक क्षेत्रको विकासको योजनाबद्ध रेखाचित्र, संगत चुम्बकीकरण उल्टो प्रक्रिया देखाउँदै (१५ बाट अनुकूलित)। SPS, SD, र MD क्रमशः superparamagnetic राज्य, एकल डोमेन, र multidomain को लागि खडा छ; DCOH र DC क्रमशः सुसंगत व्यास र महत्वपूर्ण व्यासको लागि प्रयोग गरिन्छ। तल: विभिन्न आकारका कणहरूको स्केचहरू, एकल क्रिस्टलबाट पॉलीक्रिस्टलाइनमा क्रिस्टलाइटहरूको वृद्धि देखाउँदै।
यद्यपि, नानोस्केलमा, नयाँ जटिल पक्षहरू पनि प्रस्तुत गरिएको छ, जस्तै कणहरू बीचको बलियो चुम्बकीय अन्तरक्रिया, आकार वितरण, कण आकार, सतह विकार, र चुम्बकीकरणको सजिलो अक्षको दिशा, यी सबैले विश्लेषणलाई थप चुनौतीपूर्ण बनाउँदछ। २०। यी तत्वहरूले ऊर्जा अवरोध वितरणलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्छ र सावधानीपूर्वक विचारको योग्य छ, जसले गर्दा चुम्बकीकरण रिभर्सल मोडलाई असर गर्छ। यस आधारमा, चुम्बकीय भोल्युम र भौतिक नानोस्ट्रक्चर्ड M-प्रकार हेक्साफेराइट SrFe12O19 बीचको सम्बन्धलाई सही रूपमा बुझ्न महत्त्वपूर्ण छ। त्यसकारण, एक मोडेल प्रणालीको रूपमा, हामीले तल-अप सोल-जेल विधिद्वारा तयार गरिएको SFOs को सेट प्रयोग गर्यौं, र हालसालै गरिएको अनुसन्धान। अघिल्लो नतिजाहरूले संकेत गर्दछ कि क्रिस्टलको आकार नैनोमिटर दायरामा छ, र यो, क्रिस्टलको आकारको साथमा, प्रयोग गरिएको गर्मी उपचारमा निर्भर गर्दछ। थप रूपमा, त्यस्ता नमूनाहरूको क्रिस्टलीयता संश्लेषण विधिमा निर्भर गर्दछ, र क्रिस्टलाइटहरू र कण आकार बीचको सम्बन्ध स्पष्ट गर्न थप विस्तृत विश्लेषण आवश्यक छ। यस सम्बन्धलाई प्रकट गर्नको लागि, ट्रान्समिशन इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (TEM) विश्लेषण मार्फत Rietveld विधि र उच्च सांख्यिकीय एक्स-रे पाउडर विवर्तनको लाइन प्रोफाइल विश्लेषणको साथ संयुक्त, क्रिस्टल माइक्रोस्ट्रक्चर प्यारामिटरहरू (जस्तै, क्रिस्टलाइटहरू र कण आकार, आकार) सावधानीपूर्वक विश्लेषण गरियो। । XRPD) मोड। स्ट्रक्चरल क्यारेक्टराइजेशनको उद्देश्य प्राप्त गरिएको nanocrystallites को anisotropic विशेषताहरू निर्धारण गर्ने र (फेराइट) सामग्रीको नानोस्केल दायरामा चुचुरो विस्तारको विशेषताको लागि एक बलियो प्रविधिको रूपमा लाइन प्रोफाइल विश्लेषणको सम्भाव्यता प्रमाणित गर्ने लक्ष्य राखिएको छ। यो पाइन्छ कि भोल्युम-वेटेड क्रिस्टलाइट साइज वितरण G(L) दृढतापूर्वक क्रिस्टलोग्राफिक दिशामा निर्भर गर्दछ। यस कार्यमा, हामी देखाउँछौं कि पूरक प्रविधिहरू साँच्चै आकार-सम्बन्धित प्यारामिटरहरू सही रूपमा निकाल्न आवश्यक छ र त्यस्ता पाउडर नमूनाहरूको संरचना र चुम्बकीय विशेषताहरू सही रूपमा वर्णन गर्न। रूपात्मक संरचना विशेषताहरू र चुम्बकीय व्यवहार बीचको सम्बन्ध स्पष्ट गर्न उल्टो चुम्बकीकरणको प्रक्रिया पनि अध्ययन गरिएको थियो।
एक्स-रे पाउडर विवर्तन (XRPD) डाटाको रिटवेल्ड विश्लेषणले देखाउँछ कि सी-अक्षको साथ क्रिस्टल साइज उपयुक्त गर्मी उपचार द्वारा समायोजित गर्न सकिन्छ। यसले विशेष रूपमा देखाउँछ कि हाम्रो नमूनामा अवलोकन गरिएको शिखर फराकिलो एनिसोट्रोपिक क्रिस्टलाइट आकारको कारण हुन सक्छ। थप रूपमा, रिटवेल्ड र विलियम्सन-हल रेखाचित्र द्वारा विश्लेषण गरिएको औसत व्यास बीचको स्थिरता (
(a) SFOA, (b) SFOB र (c) SFOC को उज्यालो-क्षेत्र TEM छविहरूले देखाउँदछ कि तिनीहरू प्लेट-जस्तै आकार भएका कणहरू मिलेर बनेका छन्। सम्बन्धित आकार वितरण प्यानल (df) को हिस्टोग्राम मा देखाइएको छ।
हामीले अघिल्लो विश्लेषणमा पनि ध्यान दिएका छौं, वास्तविक पाउडर नमूनामा क्रिस्टलाइट्सले पोलिडिस्पर्स प्रणाली बनाउँछ। चूंकि एक्स-रे विधि सुसंगत स्क्याटरिङ ब्लकको लागि धेरै संवेदनशील छ, राम्रो न्यानोस्ट्रक्चरहरू वर्णन गर्न पाउडर विवर्तन डेटाको गहन विश्लेषण आवश्यक छ। यहाँ, क्रिस्टलको आकार भोल्युम-वेटेड क्रिस्टलाइट साइज वितरण प्रकार्य G(L) 23 को विशेषता मार्फत छलफल गरिएको छ, जसलाई अनुमानित आकार र आकारको क्रिस्टलहरू फेला पार्ने सम्भाव्यता घनत्वको रूपमा व्याख्या गर्न सकिन्छ, र यसको वजन समानुपातिक छ। यो। मात्रा, नमूना विश्लेषण मा। प्रिज्म्याटिक क्रिस्टलाइट आकारको साथ, औसत भोल्युम-भारित क्रिस्टल साइज ([100], [110] र [001] दिशाहरूमा औसत पक्ष लम्बाइ) गणना गर्न सकिन्छ। तसर्थ, हामीले न्यानो-स्केल सामग्रीको सही क्रिस्टलाइट आकार वितरण प्राप्त गर्न यस प्रक्रियाको प्रभावकारिता मूल्याङ्कन गर्न एनिसोट्रोपिक फ्लेक्स (सन्दर्भ 6 हेर्नुहोस्) को रूपमा विभिन्न कण आकारका सबै तीन SFO नमूनाहरू चयन गर्यौं। फेराइट क्रिस्टलाइट्सको एनिसोट्रोपिक अभिविन्यासको मूल्याङ्कन गर्न, रेखा प्रोफाइल विश्लेषण चयन गरिएका चुचुराहरूको XRPD डाटामा प्रदर्शन गरिएको थियो। परीक्षण गरिएका SFO नमूनाहरूले क्रिस्टल प्लेनहरूको एउटै सेटबाट सुविधाजनक (शुद्ध) उच्च अर्डर विवर्तन समावेश गर्दैन, त्यसैले आकार र विरूपणबाट लाइन फराकिलो योगदानलाई अलग गर्न असम्भव थियो। एकै समयमा, विवर्तन रेखाहरूको अवलोकन गरिएको फराकिलो साइज प्रभावको कारणले हुने सम्भावना बढी हुन्छ, र औसत क्रिस्टल आकार धेरै रेखाहरूको विश्लेषणद्वारा प्रमाणित हुन्छ। चित्र 4 परिभाषित क्रिस्टलोग्राफिक दिशाको साथ भोल्युम-भारित क्रिस्टलाइट आकार वितरण प्रकार्य G(L) तुलना गर्दछ। क्रिस्टल साइज वितरणको सामान्य रूप लगनर्मल वितरण हो। सबै प्राप्त आकार वितरणहरूको एक विशेषता तिनीहरूको एकरूपता हो। धेरै जसो अवस्थामा, यो वितरण केहि परिभाषित कण गठन प्रक्रिया को श्रेय दिन सकिन्छ। चयन गरिएको शिखरको औसत गणना गरिएको आकार र Rietveld रिफाइनमेन्टबाट निकालिएको मान बीचको भिन्नता स्वीकार्य दायरा भित्र छ (उपकरण क्यालिब्रेसन प्रक्रियाहरू यी विधिहरू बीच फरक छन् भनेर विचार गर्दै) र विमानहरूको सम्बन्धित सेटबाट समान छ। Debye प्राप्त गरिएको औसत आकार तालिका 2 मा देखाइए अनुसार Scherrer समीकरणसँग मिल्दोजुल्दो छ। दुई फरक मोडलिङ प्रविधिहरूको भोल्युम औसत क्रिस्टल साइजको प्रवृत्ति धेरै समान छ, र निरपेक्ष आकारको विचलन धेरै सानो छ। यद्यपि त्यहाँ Rietveld संग असहमति हुन सक्छ, उदाहरण को लागी, SFOB को प्रतिबिम्ब (110) को मामला मा, यो प्रत्येक मा 1 डिग्री 2θ को दूरी मा चयन गरिएको प्रतिबिम्ब को दुबै छेउ मा पृष्ठभूमि को सही निर्धारण संग सम्बन्धित हुन सक्छ। दिशा। यद्यपि, दुई प्रविधिहरू बीचको उत्कृष्ट सम्झौताले विधिको प्रासंगिकता पुष्टि गर्दछ। शिखर विस्तारको विश्लेषणबाट, यो स्पष्ट छ कि [001] सँगको आकारको संश्लेषण विधिमा एक विशिष्ट निर्भरता छ, परिणामस्वरूप SFO6,21 मा सोल-जेल द्वारा संश्लेषित फ्ल्याकी क्रिस्टलाइट्सको गठन हुन्छ। यो सुविधाले न्यानोक्रिस्टललाई प्राथमिकतामा राखेर डिजाइन गर्न यस विधिको प्रयोगको लागि बाटो खोल्छ। हामी सबैलाई थाहा छ, SFO को जटिल क्रिस्टल संरचना (चित्र 1 मा देखाइएको छ) SFO12 को फेरोम्याग्नेटिक व्यवहारको मूल हो, त्यसैले आकार र आकार विशेषताहरू अनुप्रयोगहरूको लागि नमूनाको डिजाइन अनुकूलन गर्न समायोजन गर्न सकिन्छ (जस्तै स्थायी। चुम्बक सम्बन्धित)। हामी औंल्याउँछौं कि क्रिस्टल साइज विश्लेषण क्रिस्टलाइट आकारहरूको एनिसोट्रोपी वर्णन गर्ने एक शक्तिशाली तरिका हो, र पहिले प्राप्त परिणामहरूलाई अझ बलियो बनाउँछ।
(a) SFOA, (b) SFOB, (c) SFOC चयनित प्रतिबिम्ब (100), (110), (004) भोल्युम भारित क्रिस्टल आकार वितरण G(L)।
न्यानो-पाउडर सामग्रीको सटीक क्रिस्टल साइज वितरण प्राप्त गर्न र चित्रा 5 मा देखाइए अनुसार जटिल नानोस्ट्रक्चरहरूमा लागू गर्न प्रक्रियाको प्रभावकारिता मूल्याङ्कन गर्न, हामीले यो विधि नानोकम्पोजिट सामग्री (नाममात्र मान) मा प्रभावकारी छ भनेर प्रमाणित गरेका छौं। केसको शुद्धता SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w %) बाट बनेको छ। यी नतिजाहरू Rietveld विश्लेषणसँग पूर्णतया अनुरूप छन् (तुलनाको लागि चित्र 5 को क्याप्शन हेर्नुहोस्), र एकल-चरण प्रणालीको तुलनामा, SFO nanocrystals ले थप प्लेट-जस्तो आकारविज्ञान हाइलाइट गर्न सक्छ। यी नतिजाहरूले यस रेखा प्रोफाइल विश्लेषणलाई थप जटिल प्रणालीहरूमा लागू गर्ने अपेक्षा गरिएको छ जसमा धेरै फरक क्रिस्टल चरणहरू तिनीहरूको सम्बन्धित संरचनाहरूको बारेमा जानकारी नगुमाई ओभरल्याप गर्न सक्छन्।
नानोकम्पोजिटहरूमा SFO ((100), (004)) र CFO (111) को चयनित प्रतिबिम्बहरूको भोल्युम-वेटेड क्रिस्टलाइट साइज वितरण G(L); तुलनाको लागि, सम्बन्धित Rietveld विश्लेषण मानहरू 70(7), 45(6) र 67(5) nm6 हुन्।
चित्र 2 मा देखाइए अनुसार, चुम्बकीय डोमेनको आकारको निर्धारण र भौतिक भोल्युमको सही अनुमान त्यस्ता जटिल प्रणालीहरू वर्णन गर्न र चुम्बकीय कणहरू बीचको अन्तरक्रिया र संरचनात्मक क्रमको स्पष्ट समझको लागि आधार हो। हालै, चुम्बकीय संवेदनशीलता (χirr) (चित्र S3 SFOC को एक उदाहरण हो) को अपरिवर्तनीय घटक अध्ययन गर्न चुम्बकीकरणको उल्टो प्रक्रियामा विशेष ध्यान दिएर SFO नमूनाहरूको चुम्बकीय व्यवहारको विस्तृत रूपमा अध्ययन गरिएको छ। यस फेराइट-आधारित नानोसिस्टममा चुम्बकीकरण रिभर्सल मेकानिज्मको गहिरो समझ प्राप्त गर्न, हामीले दिइएको दिशामा संतृप्ति पछि उल्टो क्षेत्र (HREV) मा चुम्बकीय विश्राम मापन प्रदर्शन गर्यौं। विचार गर्नुहोस् \(M\left(t\right)\proptoSln\left(t\right)\) (थप विवरणहरूको लागि चित्र 6 र पूरक सामग्री हेर्नुहोस्) र त्यसपछि सक्रियता भोल्युम (VACT) प्राप्त गर्नुहोस्। यो सामग्रीको सबैभन्दा सानो भोल्युमको रूपमा परिभाषित गर्न सकिन्छ जुन घटनामा सुसंगत रूपमा उल्टाउन सकिन्छ, यो प्यारामिटरले उल्टो प्रक्रियामा संलग्न "चुम्बकीय" भोल्युमलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। हाम्रो VACT मान (तालिका S3 हेर्नुहोस्) लगभग 30 nm को व्यास भएको क्षेत्रसँग मेल खान्छ, जसलाई सुसंगत व्यास (DCOH) को रूपमा परिभाषित गरिएको छ, जसले सुसंगत रोटेशनद्वारा प्रणालीको चुम्बकीकरण रिभर्सलको माथिल्लो सीमालाई वर्णन गर्दछ। यद्यपि त्यहाँ कणहरूको भौतिक मात्रामा ठूलो भिन्नता छ (SFOA SFOC भन्दा 10 गुणा ठूलो छ), यी मानहरू एकदम स्थिर र साना छन्, यसले संकेत गर्दछ कि सबै प्रणालीहरूको चुम्बकीकरण रिभर्सल मेकानिज्म उस्तै रहन्छ (हामीले दाबी गरेको अनुरूप। एकल डोमेन प्रणाली हो) 24। अन्तमा, VACT सँग XRPD र TEM विश्लेषण (तालिका S3 मा VXRD र VTEM) भन्दा धेरै सानो भौतिक मात्रा छ। त्यसकारण, हामी यो निष्कर्षमा पुग्न सक्छौं कि स्विचिङ प्रक्रिया सुसंगत रोटेशन मार्फत मात्र हुँदैन। ध्यान दिनुहोस् कि फरक म्याग्नेटोमिटरहरू (चित्र S4) प्रयोग गरेर प्राप्त परिणामहरूले धेरै समान DCOH मानहरू दिन्छ। यस सन्दर्भमा, यो एकल डोमेन कण (DC) को महत्वपूर्ण व्यास को परिभाषित गर्न को लागी सबै भन्दा उचित उल्टो प्रक्रिया निर्धारण गर्न को लागी धेरै महत्त्वपूर्ण छ। हाम्रो विश्लेषणका अनुसार (पूरक सामग्री हेर्नुहोस्), हामी अनुमान गर्न सक्छौं कि प्राप्त VACT मा एक असंगत रोटेशन संयन्त्र समावेश छ, किनभने DC (~ 0.8 µm) हाम्रो कणहरूको DC (~ 0.8 µm) बाट धेरै टाढा छ, अर्थात्, डोमेन पर्खाल को गठन छैन त्यसपछि बलियो समर्थन प्राप्त र एकल डोमेन कन्फिगरेसन प्राप्त। यस नतिजालाई अन्तरक्रिया डोमेनको गठनद्वारा व्याख्या गर्न सकिन्छ 25, 26। हामी मान्दछौं कि एकल क्रिस्टलले अन्तरक्रिया डोमेनमा भाग लिन्छ, जुन यी सामग्रीहरूको विषम माइक्रोस्ट्रक्चरको कारणले अन्तरसम्बन्धित कणहरूमा विस्तार हुन्छ। यद्यपि एक्स-रे विधिहरू डोमेनहरू (माइक्रोक्रिस्टलहरू) को सूक्ष्म सूक्ष्म संरचनाको लागि मात्र संवेदनशील हुन्छन्, चुम्बकीय विश्राम मापनले जटिल घटनाहरूको प्रमाण प्रदान गर्दछ जुन नैनोस्ट्रक्चर्ड एसएफओहरूमा हुन सक्छ। तसर्थ, SFO ग्रेनको न्यानोमिटर साइज अप्टिमाइज गरेर, बहु-डोमेन इन्भर्सन प्रक्रियामा स्विच गर्नबाट रोक्न सम्भव छ, जसले गर्दा यी सामग्रीहरूको उच्च जबरजस्ती कायम राख्छ।
(a) SFOC को समय-निर्भर चुम्बकीकरण वक्र बिभिन्न रिभर्स फिल्ड HREV मानहरूमा संतृप्ति पछि -5 T र 300 K (प्रयोगात्मक डेटाको छेउमा संकेत गरिएको) (नमूनाको वजन अनुसार चुम्बकीकरण सामान्य गरिएको छ); स्पष्टताको लागि, इनसेटले 0.65 T क्षेत्र (कालो सर्कल) को प्रयोगात्मक डेटा देखाउँछ, जसमा सबैभन्दा राम्रो फिट (रातो रेखा) छ (चुम्बकीकरणलाई प्रारम्भिक मान M0 = M(t0) मा सामान्यीकृत गरिएको छ); (b) सम्बन्धित चुम्बकीय चिपचिपाहट (S) क्षेत्रको SFOC A प्रकार्यको उल्टो हो (रेखा आँखाको लागि गाइड हो); (c) भौतिक/चुम्बकीय लम्बाइ स्केल विवरणहरू सहितको सक्रियता संयन्त्र योजना।
सामान्यतया, म्याग्नेटाइजेशन रिभर्सल स्थानीय प्रक्रियाहरूको एक श्रृंखला मार्फत हुन सक्छ, जस्तै डोमेन भित्ता न्यूक्लियसन, प्रसार, र पिनिङ र अनपिनिङ। एकल-डोमेन फेराइट कणहरूको मामलामा, सक्रियता संयन्त्र न्यूक्लिएशन-मध्यस्थता हो र समग्र चुम्बकीय उल्टो भोल्युम (चित्र 6c मा देखाइएको रूपमा) 29 भन्दा सानो चुम्बकीकरण परिवर्तन द्वारा ट्रिगर गरिएको छ।
क्रिटिकल चुम्बकत्व र भौतिक व्यास बीचको अन्तरले संकेत गर्दछ कि असंगत मोड चुम्बकीय डोमेन रिभर्सलको एक सहवर्ती घटना हो, जुन सामग्रीको असमानता र सतह असमानताको कारणले हुन सक्छ, जुन कणको आकार 25 बढ्दा सहसम्बन्धित हुन्छ, परिणामस्वरूप विचलन हुन्छ। समान चुम्बकीकरण अवस्था।
त्यसकारण, हामी यो निष्कर्षमा पुग्न सक्छौं कि यस प्रणालीमा, चुम्बकीकरण रिभर्सल प्रक्रिया धेरै जटिल छ, र नानोमिटर स्केलमा आकार घटाउने प्रयासहरूले फेराइट र चुम्बकत्वको माइक्रोस्ट्रक्चर बीचको अन्तरक्रियामा मुख्य भूमिका खेल्छ। ।
संरचना, फारम र चुम्बकत्व बीचको जटिल सम्बन्ध बुझ्न भविष्यका अनुप्रयोगहरू डिजाइन र विकास गर्ने आधार हो। SrFe12O19 को चयन गरिएको XRPD ढाँचाको लाइन प्रोफाइल विश्लेषणले हाम्रो संश्लेषण विधिद्वारा प्राप्त nanocrystals को anisotropic आकार पुष्टि गर्यो। TEM विश्लेषण संग संयुक्त, यो कण को polycrystalline प्रकृति साबित भएको थियो, र यो पछि पुष्टि भयो कि यो काम मा अन्वेषण SFO को आकार क्रिस्टलाइट वृद्धि को प्रमाण को बावजूद, महत्वपूर्ण एकल डोमेन व्यास भन्दा कम थियो। यस आधारमा, हामी एक अपरिवर्तनीय चुम्बकीकरण प्रक्रियाको प्रस्ताव गर्दछौं जुन अन्तरक्रियात्मक डोमेनको गठनमा आधारित हुन्छ जुन अन्तर्क्रियात्मक क्रिस्टलाइटहरू मिलेर बनेको हुन्छ। हाम्रा नतिजाहरूले न्यानोमिटर स्तरमा अवस्थित कण आकारविज्ञान, क्रिस्टल संरचना र क्रिस्टल आकार बीचको घनिष्ठ सम्बन्ध प्रमाणित गर्दछ। यस अध्ययनले कडा नानोस्ट्रक्चर्ड चुम्बकीय सामग्रीहरूको उल्टो चुम्बकीकरण प्रक्रिया स्पष्ट पार्ने र परिणामस्वरूप चुम्बकीय व्यवहारमा माइक्रोस्ट्रक्चर विशेषताहरूको भूमिका निर्धारण गर्ने लक्ष्य राखेको छ।
नमूनाहरू सोल-जेल सहज दहन विधि अनुसार चेलेटिंग एजेन्ट/ईन्धनको रूपमा साइट्रिक एसिड प्रयोग गरेर संश्लेषित गरिएको थियो, सन्दर्भ 6 मा रिपोर्ट गरिएको थियो। संश्लेषण अवस्थाहरूलाई तीनवटा विभिन्न आकारका नमूनाहरू (SFOA, SFOB, SFOC) प्राप्त गर्न अनुकूलित गरिएको थियो। विभिन्न तापमान (क्रमशः 1000, 900, र 800 ° C) मा उपयुक्त annealing उपचार द्वारा प्राप्त। तालिका S1 ले चुम्बकीय गुणहरूलाई संक्षेप गर्दछ र पत्ता लगाउँछ कि तिनीहरू तुलनात्मक रूपमा समान छन्। nanocomposite SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w% पनि यस्तै तरिकाले तयार गरिएको थियो।
विवर्तन ढाँचा CuKα विकिरण (λ = 1.5418 Å) Bruker D8 पाउडर डिफ्र्याक्टोमीटरमा प्रयोग गरी मापन गरिएको थियो, र डिटेक्टर स्लिट चौडाइ 0.2 मिमीमा सेट गरिएको थियो। 10-140° को 2θ दायरामा डाटा सङ्कलन गर्न VANTEC काउन्टर प्रयोग गर्नुहोस्। डाटा रेकर्डिङको समयमा तापमान 23 ± 1 डिग्री सेल्सियसमा राखिएको थियो। प्रतिबिम्ब चरण-र-स्क्यान टेक्नोलोजी द्वारा मापन गरिन्छ, र सबै परीक्षण नमूनाहरूको चरण लम्बाइ 0.013° (2theta); मापन दूरीको अधिकतम शिखर मान -2.5 र + 2.5° (2theta) हो। प्रत्येक चुचुराका लागि कुल १०६ क्वान्टा गणना गरिन्छ भने पुच्छरका लागि करिब ३००० क्वान्टा हुन्छ। धेरै प्रयोगात्मक चुचुराहरू (पृथक वा आंशिक रूपमा ओभरल्याप गरिएको) थप एक साथ विश्लेषणको लागि चयन गरिएको थियो: (100), (110) र (004), जुन SFO दर्ता लाइनको ब्राग कोणको नजिक ब्राग कोणमा भएको थियो। प्रयोगात्मक तीव्रता लोरेन्ट्ज ध्रुवीकरण कारक को लागी सही गरिएको थियो, र पृष्ठभूमि एक अनुमानित रैखिक परिवर्तन संग हटाइयो। NIST मानक LaB6 (NIST 660b) उपकरण क्यालिब्रेट गर्न र वर्णक्रमीय विस्तार गर्न प्रयोग गरिएको थियो। शुद्ध विवर्तन रेखाहरू प्राप्त गर्न LWL (Louer-Weigel-Louboutin) deconvolution विधि 30,31 प्रयोग गर्नुहोस्। यो विधि प्रोफाइल विश्लेषण कार्यक्रम PROFIT-software32 मा लागू गरिएको छ। नमूनाको मापन गरिएको तीव्रता डेटा र स्यूडो भोइग्ट प्रकार्यको साथ मानकको फिटिंगबाट, सम्बन्धित सही रेखा समोच्च f(x) निकालिन्छ। साइज वितरण प्रकार्य G(L) लाई सन्दर्भ 23 मा प्रस्तुत गरिएको प्रक्रिया पछ्याएर f(x) बाट निर्धारण गरिन्छ। थप विवरणहरूको लागि, कृपया पूरक सामग्री हेर्नुहोस्। रेखा प्रोफाइल विश्लेषणको पूरकको रूपमा, FULLPROF कार्यक्रम XRPD डाटामा Rietveld विश्लेषण गर्न प्रयोग गरिन्छ (विवरणहरू Maltoni et al. 6 मा फेला पार्न सकिन्छ)। छोटकरीमा, Rietveld मोडेलमा, परिमार्जित Thompson-Cox-Hastings pseudo Voigt प्रकार्यद्वारा विवर्तन चुचुराहरूलाई वर्णन गरिएको छ। डेटाको LeBail परिष्करण NIST LaB6 660b मापदण्डमा प्रदर्शन गरिएको थियो जसले उपकरणको चोटी विस्तारमा योगदान दिन्छ। गणना गरिएको FWHM (आधा चोटी तीव्रतामा पूर्ण चौडाइ) अनुसार, Debye-Scherrer समीकरण सुसंगत स्क्याटरिङ क्रिस्टलीय डोमेनको भोल्युम-वेटेड औसत आकार गणना गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ:
जहाँ λ एक्स-रे विकिरण तरंगदैर्ध्य हो, K आकार कारक हो (0.8-1.2, सामान्यतया 0.9 को बराबर), र θ ब्राग कोण हो। यो लागू हुन्छ: चयन गरिएको प्रतिबिम्ब, विमानहरूको सम्बन्धित सेट र सम्पूर्ण ढाँचा (10-90°)।
थप रूपमा, 200 kV मा काम गर्ने फिलिप्स CM200 माइक्रोस्कोप र LaB6 फिलामेन्टले सुसज्जित कण आकार विज्ञान र आकार वितरणको बारेमा जानकारी प्राप्त गर्न TEM विश्लेषणको लागि प्रयोग गरिएको थियो।
चुम्बकीकरण विश्राम मापन दुई फरक उपकरणहरूद्वारा गरिन्छ: क्वान्टम डिजाइन-भाइब्रेटिङ नमूना म्याग्नेटोमिटर (VSM) बाट भौतिक सम्पत्ति मापन प्रणाली (PPMS), 9 T superconducting चुम्बकले सुसज्जित, र MicroSense Model 10 VSM विद्युत चुम्बकसँग। फिल्ड 2 T हो, नमूना फिल्डमा संतृप्त हुन्छ (μ0HMAX:-5 T र 2 T, प्रत्येक उपकरणको लागि क्रमशः), र त्यसपछि रिभर्स फिल्ड (HREV) लाई स्विच गर्ने क्षेत्रमा (HC नजिकै) मा ल्याउन लागू गरिन्छ। ), र त्यसपछि चुम्बकीकरण क्षय 60 मिनेट भन्दा बढी समयको कार्यको रूपमा रेकर्ड गरिएको छ। मापन ३०० के.
Muscas, G., Yaacoub, N. & Peddis, D. नैनोस्ट्रक्चर्ड सामग्रीमा चुम्बकीय गडबड। नयाँ चुम्बकीय नानोस्ट्रक्चर 127-163 (Elsevier, 2018) मा। https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813594-5.00004-7।
Mathieu, R. र Nordblad, P. सामूहिक चुम्बकीय व्यवहार। न्यानोपार्टिकल चुम्बकत्वको नयाँ प्रवृतिमा, पृष्ठ 65-84 (2021)। https://doi.org/10.1007/978-3-030-60473-8_3।
Dormann, JL, Fiorani, D. & Tronc, E. फाइन कण प्रणालीहरूमा चुम्बकीय विश्राम। प्रोग्रेस इन केमिकल फिजिक्स, पीपी २८३-४९४ (२००७)। https://doi.org/10.1002/9780470141571.ch4।
Sellmyer, DJ, आदि नयाँ संरचना र nanomagnets को भौतिकी (आमन्त्रित)। J. अनुप्रयोग भौतिकशास्त्र 117, 172 (2015)।
de Julian Fernandez, C. आदि विषयगत समीक्षा: हार्ड हेक्साफेराइट स्थायी चुम्बक अनुप्रयोगहरूको प्रगति र सम्भावनाहरू। जे भौतिकशास्त्र। D. भौतिकशास्त्र (२०२०) को लागी आवेदन दिनुहोस्।
Maltoni, P. आदि। SrFe12O19 nanocrystals को संश्लेषण र चुम्बकीय गुणहरू अनुकूलन गरेर, दोहोरो चुम्बकीय न्यानोकम्पोजिटहरू स्थायी चुम्बकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। जे भौतिकशास्त्र। D. भौतिकशास्त्र 54, 124004 (2021) को लागी आवेदन दिनुहोस्।
Saura-Múzquiz, M. आदि। न्यानोपार्टिकल मोर्फोलोजी, आणविक/चुम्बकीय संरचना र सिन्टेड SrFe12O19 चुम्बकहरूको चुम्बकीय गुणहरू बीचको सम्बन्ध स्पष्ट गर्नुहोस्। नानो १२, ९४८१–९४९४ (२०२०)।
Petrecca, M. आदि। विनिमय वसन्त स्थायी चुम्बकहरूको उत्पादनको लागि कडा र नरम सामग्रीहरूको चुम्बकीय गुणहरू अनुकूलन गर्नुहोस्। जे भौतिकशास्त्र। D. भौतिकशास्त्र 54, 134003 (2021) को लागी आवेदन दिनुहोस्।
Maltoni, P. आदि। कडा-नरम SrFe12O19/CoFe2O4 न्यानोस्ट्रक्चरहरूको चुम्बकीय गुणहरू कम्पोजिशन/फेज कपलिंग मार्फत समायोजन गर्नुहोस्। जे भौतिकशास्त्र। रसायन विज्ञान C १२५, ५९२७–५९३६ (२०२१)।
Maltoni, P. आदि। SrFe12O19/Co1-xZnxFe2O4 nanocomposites को चुम्बकीय र चुम्बकीय युग्मन अन्वेषण गर्नुहोस्। जे म्याग म्याग। अल्मा मेटर। ५३५, १६८०९५ (२०२१)।
पुलर, आरसी हेक्सागोनल फेराइट्स: हेक्साफेराइट सिरेमिकको संश्लेषण, प्रदर्शन र अनुप्रयोगको एक सिंहावलोकन। सम्पादन गर्नुहोस्। अल्मा मेटर। विज्ञान। ५७, ११९१–१३३४ (२०१२)।
Momma, K. & Izumi, F. VESTA: इलेक्ट्रोनिक र संरचनात्मक विश्लेषणको लागि 3D दृश्य प्रणाली। J. एप्लाइड प्रोसेस क्रिस्टलोग्राफी ४१, ६५३–६५८ (२००८)।
Peddis, D., Jönsson, PE, Laureti, S. & Varvaro, G. चुम्बकीय अन्तरक्रिया। फ्रन्टियर्स इन नैनोसाइन्स, pp. 129-188 (2014)। https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098353-0.00004-X।
Li, Q. आदि। उच्च क्रिस्टलीय Fe3O4 न्यानोकणहरू र चुम्बकीय गुणहरूको आकार/डोमेन संरचना बीचको सम्बन्ध। विज्ञान। प्रतिनिधि ७, ९८९४ (२०१७)।
Coey, JMD चुम्बकीय र चुम्बकीय सामग्री। (क्याम्ब्रिज विश्वविद्यालय प्रेस, 2001)। https://doi.org/10.1017/CBO9780511845000।
Lauretti, S. et al। क्यूबिक चुम्बकीय एनिसोट्रोपीको साथ CoFe2O4 न्यानो कणहरूको सिलिका-लेपित न्यानोपोरस कम्पोनेन्टहरूमा चुम्बकीय अन्तरक्रिया। नानो टेक्नोलोजी २१, ३१५७०१ (२०१०)।
O'Grady, K. र Laidler, H. चुम्बकीय रेकर्डिङ-मिडिया विचारहरूको सीमितता। जे म्याग म्याग। अल्मा मेटर। 200, 616-633 (1999)।
Lavorato, GC आदि। कोर/शेल दोहोरो चुम्बकीय न्यानो कणहरूमा चुम्बकीय अन्तरक्रिया र ऊर्जा अवरोध बढाइन्छ। जे भौतिकशास्त्र। रसायन विज्ञान C 119, 15755–15762 (2015)।
Peddis, D., Cannas, C., Musinu, A. & Piccaluga, G. नैनोकणहरूको चुम्बकीय गुणहरू: कण आकारको प्रभावभन्दा पर। रसायन एक यूरो। जे. १५, ७८२२–७८२९ (२००९)।
Eikeland, AZ, Stingaciu, M., Mamakhel, AH, Saura-Múzquiz, M. and Christensen, M. SrFe12O19 nanocrystals को आकारविज्ञान नियन्त्रण गरेर चुम्बकीय गुणहरू बढाउनुहोस्। विज्ञान। प्रतिनिधि ८, ७३२५ (२०१८)।
Schneider, C., Rasband, W. and Eliceiri, K. NIH Image to ImageJ: छवि विश्लेषणको 25 वर्ष। ए नाट। विधि ९, ६७६–६८२ (२०१२)।
Le Bail, A. & Louër, D. स्मूथनेस र एक्स-रे प्रोफाइल विश्लेषणमा क्रिस्टल साइज वितरणको वैधता। J. लागू प्रक्रिया क्रिस्टलोग्राफी 11, 50-55 (1978)।
गोन्जालेज, जेएम, आदि। चुम्बकीय चिपचिपापन र माइक्रोस्ट्रक्चर: सक्रियता भोल्युमको कण आकार निर्भरता। J. एप्लाइड फिजिक्स ७९, ५९५५ (१९९६)।
Vavaro, G., Agostinelli, E., Testa, AM, Peddis, D. र Laureti, S. अल्ट्रा-उच्च घनत्व चुम्बकीय रेकर्डिङमा। (जेनी स्ट्यानफोर्ड प्रेस, 2016)। https://doi.org/10.1201/b20044।
Hu, G., Thomson, T., Rettner, CT, Raoux, S. & Terris, BD Co∕Pd nanostructures र फिल्म चुम्बकीकरण रिभर्सल। J. अनुप्रयोग भौतिकी 97, 10J702 (2005)।
Khlopkov, K., Gutfleisch, O., Hinz, D., Müller, K.-H। र Schultz, L. एक बनावटी फाइन-ग्रेन्ड Nd2Fe14B चुम्बकमा अन्तरक्रिया डोमेनको विकास। J. अनुप्रयोग भौतिकी 102, 023912 (2007)।
Mohapatra, J., Xing, M., Elkins, J., Beatty, J. & Liu, JP आकार-निर्भर चुम्बकीय कठोरता इन CoFe2O4 न्यानो पार्टिकल्स: सतह स्पिन टिल्टको प्रभाव। जे भौतिकशास्त्र। D. भौतिकशास्त्र 53, 504004 (2020) को लागी आवेदन दिनुहोस्।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-11-2021
