habari

Asante kwa kutembelea Nature.Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie toleo jipya zaidi la kivinjari (au zima hali ya uoanifu katika Internet Explorer).Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutaonyesha tovuti zisizo na mitindo na JavaScript.
Sifa za sumaku za SrFe12O19 (SFO) hexaferrite ngumu zinadhibitiwa na uhusiano mgumu wa muundo wake mdogo, ambao huamua umuhimu wao kwa matumizi ya sumaku ya kudumu.Chagua kikundi cha nanoparticles za SFO zilizopatikana kwa usanisi wa mwako wa sol-gel na utekeleze sifa za kina za muundo wa X-ray ya diffraction (XRPD) kwa uchambuzi wa wasifu wa mstari wa G(L).Usambazaji wa saizi ya fuwele iliyopatikana unaonyesha utegemezi dhahiri wa saizi kando ya mwelekeo wa [001] kwenye mbinu ya usanisi, na kusababisha uundaji wa fuwele dhaifu.Kwa kuongezea, saizi ya nanoparticles za SFO iliamuliwa na uchambuzi wa hadubini ya elektroni (TEM), na wastani wa idadi ya fuwele kwenye chembe ilikadiriwa.Matokeo haya yametathminiwa ili kuonyesha uundaji wa majimbo ya kikoa kimoja chini ya thamani muhimu, na kiasi cha kuwezesha kinatokana na vipimo vya usumaku vinavyotegemea wakati, vinavyolenga kufafanua mchakato wa nyuma wa sumaku wa nyenzo ngumu za sumaku.
Nyenzo za sumaku za kiwango cha Nano zina umuhimu mkubwa wa kisayansi na kiteknolojia, kwa sababu sifa zao za sumaku zinaonyesha tabia tofauti sana ikilinganishwa na saizi yao ya ujazo, ambayo huleta mitazamo na matumizi mapya1,2,3,4.Miongoni mwa nyenzo zenye muundo wa nano, M-aina ya hexaferrite SrFe12O19 (SFO) imekuwa mgombea wa kuvutia kwa matumizi ya sumaku ya kudumu5.Kwa kweli, katika miaka ya hivi majuzi, kazi nyingi za utafiti zimefanywa kubinafsisha nyenzo zenye msingi wa SFO kwenye nanoscale kupitia anuwai ya usanisi na njia za usindikaji ili kuongeza saizi, mofolojia, na sifa za sumaku6,7,8.Kwa kuongezea, imepokea umakini mkubwa katika utafiti na ukuzaji wa mifumo ya uunganishaji wa kubadilishana9,10.Anisotropy yake ya juu ya magnetocrystalline (K = 0.35 MJ/m3) inayoelekezwa kando ya mhimili wa c wa kimiani yake ya hexagonal 11,12 ni matokeo ya moja kwa moja ya uwiano changamano kati ya sumaku na muundo wa fuwele, fuwele na saizi ya nafaka, mofolojia na umbile .Kwa hivyo, kudhibiti sifa zilizo hapo juu ndio msingi wa kukidhi mahitaji maalum.Mchoro wa 1 unaonyesha kundi la kawaida la nafasi ya hexagonal P63/mmc ya SFO13, na ndege inayolingana na uakisi wa utafiti wa uchambuzi wa wasifu wa mstari.
Miongoni mwa sifa zinazohusiana za kupunguza ukubwa wa chembe ya ferromagnetic, uundaji wa hali ya kikoa kimoja chini ya thamani muhimu husababisha kuongezeka kwa anisotropy ya magnetic (kutokana na eneo la juu la uso kwa uwiano wa kiasi), ambayo inaongoza kwa shamba la kulazimishwa14,15.Eneo pana chini ya kipimo muhimu (DC) katika nyenzo ngumu (thamani ya kawaida ni takriban 1 µm), na inafafanuliwa na kinachojulikana kama saizi dhabiti (DCOH)16: hii inarejelea njia ndogo ya ujazo wa uondoaji sumaku katika saizi inayolingana. (DCOH) , Imeonyeshwa kama kiasi cha kuwezesha (VACT) 14. Hata hivyo, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2, ingawa saizi ya fuwele ni ndogo kuliko DC, mchakato wa ugeuzaji unaweza kutofautiana.Katika vipengele vya nanoparticle (NP), kiasi muhimu cha kurudi nyuma kinategemea mnato wa magnetic (S), na utegemezi wake wa shamba la magnetic hutoa taarifa muhimu kuhusu mchakato wa kubadili NP magnetization17,18.
Hapo juu: Mchoro wa mpangilio wa mageuzi ya uga shurutishaji wenye ukubwa wa chembe, unaoonyesha mchakato wa urejeshaji wa usumaku unaolingana (uliochukuliwa kutoka 15).SPS, SD, na MD zinasimama kwa hali ya superparamagnetic, kikoa kimoja, na multidomain, kwa mtiririko huo;DCOH na DC hutumiwa kwa kipenyo cha mshikamano na kipenyo muhimu, kwa mtiririko huo.Chini: Michoro ya chembe za ukubwa tofauti, inayoonyesha ukuaji wa fuwele kutoka fuwele moja hadi polycrystalline.nazinaonyesha crystallite na ukubwa wa chembe, kwa mtiririko huo.
Walakini, kwenye nanoscale, vipengele vipya changamano pia vimeanzishwa, kama vile mwingiliano mkubwa wa sumaku kati ya chembe, usambazaji wa saizi, umbo la chembe, shida ya uso, na mwelekeo wa mhimili rahisi wa usumaku, yote haya hufanya uchanganuzi kuwa changamoto19. 20 .Vipengele hivi vinaathiri kwa kiasi kikubwa usambazaji wa kizuizi cha nishati na vinastahili kuzingatiwa kwa uangalifu, na hivyo kuathiri hali ya kugeuza sumaku.Kwa msingi huu, ni muhimu hasa kuelewa kwa usahihi uwiano kati ya kiasi cha sumaku na muundo wa kimwili wa aina ya M-hexaferrite SrFe12O19.Kwa hivyo, kama mfumo wa kielelezo, tulitumia seti ya SFO zilizotayarishwa na njia ya chini-juu ya sol-gel, na tulifanya utafiti hivi karibuni.Matokeo ya awali yanaonyesha kuwa saizi ya fuwele iko katika safu ya nanometer, na hiyo, pamoja na sura ya fuwele, inategemea matibabu ya joto yaliyotumiwa.Kwa kuongeza, fuwele za sampuli hizo hutegemea njia ya awali, na uchambuzi wa kina zaidi unahitajika ili kufafanua uhusiano kati ya fuwele na ukubwa wa chembe.Ili kufichua uhusiano huu, kupitia uchanganuzi wa hadubini ya elektroni (TEM) pamoja na mbinu ya Rietveld na uchanganuzi wa wasifu wa mstari wa utengano wa juu wa poda ya X-ray ya takwimu, vigezo vya muundo wa kioo (yaani, fuwele na saizi ya chembe, umbo) vilichanganuliwa kwa uangalifu. .XRPD) hali.Tabia za kimuundo hulenga kubainisha sifa za anisotropiki za nanocrystallites zilizopatikana na kuthibitisha uwezekano wa uchanganuzi wa wasifu wa mstari kama mbinu thabiti ya kubainisha upanuzi wa kilele kwa safu ya nanoscale ya nyenzo (ferrite).Imebainika kuwa usambazaji wa saizi ya fuwele iliyo na uzito wa kiasi G(L) inategemea sana mwelekeo wa fuwele.Katika kazi hii, tunaonyesha kuwa mbinu za ziada zinahitajika ili kutoa kwa usahihi vigezo vinavyohusiana na ukubwa ili kuelezea kwa usahihi muundo na sifa za sumaku za sampuli kama hizo za poda.Mchakato wa sumaku ya nyuma pia ilisomwa ili kufafanua uhusiano kati ya sifa za muundo wa kimofolojia na tabia ya sumaku.
Uchambuzi wa Rietveld wa data ya utengano wa poda ya X-ray (XRPD) unaonyesha kwamba saizi ya fuwele kando ya mhimili wa c inaweza kurekebishwa kwa matibabu ya joto yanayofaa.Inaonyesha haswa kwamba upanuzi wa kilele unaozingatiwa katika sampuli yetu huenda ukatokana na umbo la fuwele la anisotropiki.Kwa kuongezea, uthabiti kati ya kipenyo cha wastani kilichochambuliwa na Rietveld na mchoro wa Williamson-Hall (nakatika Jedwali S1) inaonyesha kuwa fuwele karibu hazina matatizo na hakuna ubadilikaji wa muundo.Mageuzi ya usambazaji wa saizi ya fuwele kwa pande tofauti huzingatia umakini wetu kwenye saizi ya chembe iliyopatikana.Uchambuzi si rahisi, kwa sababu sampuli iliyopatikana kwa mwako wa pekee wa sol-gel inaundwa na agglomerati ya chembe na muundo wa porous6,9 ​​,ishirini na moja.TEM inatumika kusoma muundo wa ndani wa sampuli ya jaribio kwa undani zaidi.Picha za kawaida za uwanda mkali zimeripotiwa katika Mchoro 3a-c (kwa maelezo ya kina ya uchanganuzi, tafadhali rejelea sehemu ya 2 ya nyenzo za ziada).Sampuli ina chembe zenye umbo la vipande vidogo.Platelets hujiunga pamoja na kuunda aggregate za porous za ukubwa na maumbo tofauti.Ili kukadiria ukubwa wa usambazaji wa platelets, eneo la chembe 100 za kila sampuli lilipimwa kwa kutumia programu ya ImageJ.Kipenyo cha mduara sawa na eneo la chembe sawa na thamani kinahusishwa na ukubwa wa mwakilishi wa kila kipande kilichopimwa.Matokeo ya sampuli za SFOA, SFOB na SFOC zimefupishwa katika Kielelezo 3d-f, na thamani ya wastani ya kipenyo pia imeripotiwa.Kuongezeka kwa joto la usindikaji huongeza ukubwa wa chembe na upana wa usambazaji wao.Kutoka kwa kulinganisha kati ya VTEM na VXRD (Jedwali 1), inaweza kuonekana kuwa katika kesi ya sampuli za SFOA na SFOB, idadi ya wastani ya fuwele kwa kila chembe inaonyesha asili ya polycrystalline ya lamellae hizi.Kinyume chake, ujazo wa chembe za SFOC unalinganishwa na ujazo wa wastani wa fuwele, ikionyesha kuwa nyingi za lamellae ni fuwele moja.Tunadokeza kwamba saizi zinazoonekana za utengano wa TEM na X-ray ni tofauti, kwa sababu katika mwisho, tunapima kizuizi thabiti cha kutawanya (inaweza kuwa ndogo kuliko flake ya kawaida): Kwa kuongezea, mwelekeo mdogo wa makosa haya ya kutawanyika. vikoa vitahesabiwa kwa diffraction .
Picha za TEM za sehemu angavu za (a) SFOA, (b) SFOB na (c) SFOC zinaonyesha kuwa zinaundwa na chembe zenye umbo linalofanana na sahani.Usambazaji wa saizi inayolingana unaonyeshwa kwenye histogram ya paneli (df).
Kama vile tulivyoona katika uchanganuzi uliopita, fuwele katika sampuli halisi ya unga huunda mfumo wa polydisperse.Kwa kuwa njia ya X-ray ni nyeti sana kwa kuzuia madhubuti ya kusambaza, uchambuzi wa kina wa data ya diffraction ya poda inahitajika ili kuelezea nanostructures nzuri.Hapa, saizi ya fuwele inajadiliwa kupitia ubainishaji wa chaguo la kukokotoa la usambazaji wa saizi ya fuwele yenye uzito wa kiasi G(L)23, ambayo inaweza kufasiriwa kama msongamano wa uwezekano wa kupata fuwele za umbo na saizi inayodhaniwa, na uzito wake ni sawia na hiyo.Kiasi, katika sampuli iliyochanganuliwa.Kwa umbo la prismatiki fuwele, ukubwa wa wastani wa fuwele yenye uzito wa ujazo (urefu wa wastani wa upande katika mwelekeo wa [100], [110] na [001]) unaweza kuhesabiwa.Kwa hiyo, tulichagua sampuli zote tatu za SFO zilizo na ukubwa tofauti wa chembe kwa namna ya flakes ya anisotropic (tazama Rejea 6) ili kutathmini ufanisi wa utaratibu huu ili kupata usambazaji sahihi wa ukubwa wa fuwele wa vifaa vya nano-scale.Ili kutathmini mwelekeo wa anisotropic wa fuwele za ferrite, uchambuzi wa wasifu wa mstari ulifanyika kwenye data ya XRPD ya kilele kilichochaguliwa.Sampuli za SFO zilizojaribiwa hazikuwa na utofautishaji unaofaa (safi) wa mpangilio wa juu kutoka kwa seti sawa ya ndege za fuwele, kwa hivyo haikuwezekana kutenganisha mchango wa kupanua mstari kutoka kwa ukubwa na upotoshaji.Wakati huo huo, upanuzi unaozingatiwa wa mistari ya diffraction inawezekana zaidi kutokana na athari ya ukubwa, na sura ya wastani ya fuwele inathibitishwa kupitia uchambuzi wa mistari kadhaa.Kielelezo cha 4 kinalinganisha chaguo za kukokotoa za usambazaji wa saizi ya fuwele yenye uzito wa kiasi G(L) pamoja na mwelekeo uliobainishwa wa fuwele.Aina ya kawaida ya usambazaji wa saizi ya fuwele ni usambazaji usio wa kawaida.Tabia moja ya ugawaji wa saizi zote zilizopatikana ni umoja wao.Katika hali nyingi, usambazaji huu unaweza kuhusishwa na mchakato fulani wa uundaji wa chembe.Tofauti kati ya wastani wa ukubwa uliokokotwa wa kilele kilichochaguliwa na thamani iliyotolewa kutoka kwa uboreshaji wa Rietveld iko ndani ya masafa yanayokubalika (ikizingatiwa kuwa taratibu za urekebishaji wa chombo ni tofauti kati ya mbinu hizi) na ni sawa na ile kutoka kwa seti inayolingana ya ndege na Debye Saizi ya wastani inayopatikana inalingana na mlinganyo wa Scherrer, kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 2. Mwenendo wa ukubwa wa wastani wa fuwele wa mbinu mbili tofauti za uundaji unafanana sana, na kupotoka kwa saizi kamili ni ndogo sana.Ingawa kunaweza kuwa na kutokubaliana na Rietveld, kwa mfano, katika kesi ya (110) kuakisi SFOB, inaweza kuhusiana na uamuzi sahihi wa usuli katika pande zote za uakisi uliochaguliwa kwa umbali wa digrii 1 2θ katika kila moja. mwelekeo.Walakini, makubaliano bora kati ya teknolojia hizi mbili inathibitisha umuhimu wa njia hiyo.Kutokana na uchanganuzi wa upanuzi wa kilele, ni dhahiri kwamba saizi pamoja [001] ina utegemezi mahususi kwa mbinu ya usanisi, na kusababisha uundaji wa fuwele hafifu katika SFO6,21 iliyosanifiwa na sol-gel.Kipengele hiki kinafungua njia ya matumizi ya njia hii ya kubuni nanocrystals na maumbo ya upendeleo.Kama tunavyojua sote, muundo changamano wa kioo cha SFO (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1) ndio msingi wa tabia ya ferromagnetic ya SFO12, kwa hivyo sifa za umbo na saizi zinaweza kurekebishwa ili kuboresha muundo wa sampuli kwa matumizi (kama vile kudumu. kuhusiana na sumaku).Tunasema kwamba uchambuzi wa ukubwa wa fuwele ni njia yenye nguvu ya kuelezea anisotropy ya maumbo ya crystallite, na kuimarisha zaidi matokeo yaliyopatikana hapo awali.
(a) SFOA, (b) SFOB, (c) SFOC uakisi uliochaguliwa (100), (110), (004) usambazaji wa saizi ya fuwele iliyo na uzito wa G(L).
Ili kutathmini ufanisi wa utaratibu wa kupata usambazaji sahihi wa saizi ya fuwele ya nyenzo za nano-poda na kuitumia kwa muundo changamano wa nano, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro wa 5, tumethibitisha kuwa njia hii inafaa katika nyenzo za nanocomposite (thamani za kawaida).Usahihi wa kesi unajumuisha SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w %).Matokeo haya yanawiana kikamilifu na uchanganuzi wa Rietveld (angalia maelezo mafupi ya Kielelezo 5 kwa ulinganisho), na ikilinganishwa na mfumo wa awamu moja, nanocrystals za SFO zinaweza kuangazia mofolojia zaidi kama sahani.Matokeo haya yanatarajiwa kutumia uchanganuzi huu wa wasifu kwenye mifumo changamano zaidi ambapo awamu tofauti za fuwele zinaweza kuingiliana bila kupoteza taarifa kuhusu miundo husika.
Usambazaji wa saizi ya fuwele yenye uzito wa kiasi G(L) ya uakisi uliochaguliwa wa SFO ((100), (004)) na CFO (111) katika nanocomposites;kwa kulinganisha, thamani zinazolingana za uchanganuzi wa Rietveld ni 70(7), 45(6) na 67(5) nm6.
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2, uamuzi wa saizi ya kikoa cha sumaku na makadirio sahihi ya ujazo wa mwili ndio msingi wa kuelezea mifumo ngumu kama hii na kuelewa wazi mwingiliano na mpangilio wa muundo kati ya chembe za sumaku.Hivi karibuni, tabia ya magnetic ya sampuli za SFO imesomwa kwa undani, kwa tahadhari maalum kwa mchakato wa kugeuka kwa magnetization, ili kujifunza sehemu isiyoweza kurekebishwa ya unyeti wa magnetic (χirr) (Mchoro S3 ni mfano wa SFOC)6.Ili kupata ufahamu wa kina wa utaratibu wa kubadilisha usumaku katika mfumo huu wa nano unaotegemea ferrite, tulifanya kipimo cha utulivu wa sumaku katika sehemu ya nyuma (HREV) baada ya kueneza katika mwelekeo fulani.Fikiria \(M\left(t\right)\proptoSln\left(t\right)\) (angalia Mchoro 6 na nyenzo za ziada kwa maelezo zaidi) na kisha upate kiasi cha kuwezesha (VACT).Kwa kuwa inaweza kufafanuliwa kama kiasi kidogo zaidi cha nyenzo ambacho kinaweza kubadilishwa kwa ushirikiano katika tukio, kigezo hiki kinawakilisha kiasi cha "sumaku" kinachohusika katika mchakato wa kurejesha.Thamani yetu ya VACT (angalia Jedwali S3) inalingana na duara yenye kipenyo cha takriban nm 30, kinachofafanuliwa kama kipenyo dhabiti (DCOH), ambacho kinafafanua kikomo cha juu cha ubadilishaji wa sumaku wa mfumo kwa mzunguko thabiti.Ingawa kuna tofauti kubwa katika kiasi cha kimwili cha chembe (SFOA ni kubwa mara 10 kuliko SFOC), maadili haya ni ya mara kwa mara na ni ndogo, ikionyesha kuwa utaratibu wa kurejesha magnetization wa mifumo yote unabaki sawa (sambamba na kile tunachodai. ni mfumo wa kikoa kimoja) 24 .Hatimaye, VACT ina ujazo wa kimwili mdogo zaidi kuliko uchanganuzi wa XRPD na TEM (VXRD na VTEM katika Jedwali S3).Kwa hiyo, tunaweza kuhitimisha kwamba mchakato wa kubadili hautokei tu kwa njia ya mzunguko thabiti.Kumbuka kwamba matokeo yaliyopatikana kwa kutumia magnetometers tofauti (Kielelezo S4) hutoa maadili sawa ya DCOH.Katika suala hili, ni muhimu sana kufafanua kipenyo muhimu cha chembe moja ya kikoa (DC) ili kuamua mchakato wa kugeuza unaofaa zaidi.Kulingana na uchanganuzi wetu (angalia nyenzo za ziada), tunaweza kudokeza kuwa VACT iliyopatikana inahusisha utaratibu usio na uwiano wa mzunguko, kwa sababu DC (~0.8 µm) iko mbali sana na DC (~0.8 µm) ya chembe zetu, yaani, uundaji wa kuta za kikoa si Kisha kupokea msaada wa nguvu na kupata usanidi mmoja wa kikoa.Matokeo haya yanaweza kuelezewa na uundaji wa kikoa cha mwingiliano25, 26. Tunafikiri kwamba crystallite moja inashiriki katika uwanja wa mwingiliano, ambayo inaenea kwa chembe zilizounganishwa kutokana na microstructure isiyo ya kawaida ya nyenzo hizi27,28.Ingawa mbinu za X-ray ni nyeti tu kwa muundo mzuri wa vikoa (microcrystals), vipimo vya utulivu wa sumaku hutoa ushahidi wa matukio changamano ambayo yanaweza kutokea katika SFOs zisizo na muundo.Kwa hivyo, kwa kuboresha saizi ya nanometer ya nafaka za SFO, inawezekana kuzuia kubadili kwa mchakato wa ubadilishaji wa vikoa vingi, na hivyo kudumisha msukumo wa juu wa nyenzo hizi.
(a) Mkondo wa usumaku unaotegemea wakati wa SFOC uliopimwa katika sehemu tofauti za thamani za HREV baada ya kueneza kwa-5 T na 300 K (iliyoonyeshwa karibu na data ya majaribio) (usumaku unasawazishwa kulingana na uzito wa sampuli);kwa uwazi, Kipengele cha kuingiza kinaonyesha data ya majaribio ya 0.65 T shamba (mduara mweusi), ambayo ina kifafa bora (mstari mwekundu) (magnetization ni ya kawaida kwa thamani ya awali M0 = M (t0));(b) mnato unaolingana wa sumaku (S) ni kinyume cha SFOC A kazi ya shamba (mstari ni mwongozo wa jicho);(c) mpango wa utaratibu wa kuwezesha na maelezo ya kipimo cha urefu wa kimwili/kisumaku.
Kwa ujumla, ugeuzaji wa usumaku unaweza kutokea kupitia msururu wa michakato ya ndani, kama vile upanuzi wa ukuta wa kikoa, uenezi, kubandikwa na kubandua.Kwa upande wa chembe za ferrite za kikoa kimoja, utaratibu wa kuwezesha ni upatanishi wa viini na huchochewa na badiliko la usumaku ambalo ni ndogo kuliko kiasi cha jumla cha kubadilisha sumaku (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 6c)29.
Pengo kati ya sumaku muhimu na kipenyo cha kimwili ina maana kwamba modi isiyoshikamana ni tukio sanjari la ubadilishaji wa kikoa cha sumaku, ambayo inaweza kuwa kutokana na kutofautiana kwa nyenzo na kutofautiana kwa uso, ambayo huhusishwa wakati ukubwa wa chembe huongezeka 25, na kusababisha kupotoka kutoka. hali ya sumaku sare.
Kwa hiyo, tunaweza kuhitimisha kuwa katika mfumo huu, mchakato wa kurejesha magnetization ni ngumu sana, na jitihada za kupunguza ukubwa katika kiwango cha nanometer huchukua jukumu muhimu katika mwingiliano kati ya microstructure ya ferrite na magnetism..
Kuelewa uhusiano mgumu kati ya muundo, fomu na sumaku ndio msingi wa kubuni na kukuza programu za siku zijazo.Uchambuzi wa wasifu wa mstari wa muundo uliochaguliwa wa XRPD wa SrFe12O19 ulithibitisha umbo la anisotropiki la nanocrystals zilizopatikana kwa njia yetu ya awali.Ikichanganywa na uchanganuzi wa TEM, asili ya polycrystalline ya chembe hii ilithibitishwa, na baadaye ilithibitishwa kuwa saizi ya SFO iliyochunguzwa katika kazi hii ilikuwa ya chini kuliko kipenyo muhimu cha kikoa kimoja, licha ya ushahidi wa ukuaji wa fuwele.Kwa msingi huu, tunapendekeza mchakato wa usumaku usioweza kutenduliwa kulingana na uundaji wa kikoa cha mwingiliano kinachojumuisha fuwele zilizounganishwa.Matokeo yetu yanathibitisha uwiano wa karibu kati ya mofolojia ya chembe, muundo wa fuwele na saizi ya fuwele iliyopo katika kiwango cha nanomita.Utafiti huu unalenga kufafanua mchakato wa kugeuza sumaku wa nyenzo ngumu za sumaku zenye muundo wa nano na kuamua dhima ya sifa za muundo mdogo katika tabia inayotokana na sumaku.
Sampuli ziliundwa kwa kutumia asidi ya citric kama wakala/mafuta ya chelating kulingana na mbinu ya mwako ya pekee ya sol-gel, iliyoripotiwa katika Rejeleo la 6. Masharti ya usanisi yaliboreshwa ili kupata saizi tatu tofauti za sampuli (SFOA, SFOB, SFOC), ambazo kupatikana kwa matibabu sahihi ya annealing kwa joto tofauti (1000, 900, na 800 ° C, kwa mtiririko huo).Jedwali S1 linatoa muhtasari wa sifa za sumaku na kugundua kuwa zinafanana kwa kiasi.Nanocomposite SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w% pia ilitayarishwa kwa njia sawa.
Mchoro wa utengano ulipimwa kwa kutumia mionzi ya CuKα (λ = 1.5418 Å) kwenye diffractometer ya unga ya Bruker D8, na upana wa kigunduzi uliwekwa kuwa 0.2 mm.Tumia kaunta ya VANTEC kukusanya data katika safu ya 2θ ya 10-140°.Halijoto wakati wa kurekodi data ilidumishwa kwa 23 ± 1 °C.Tafakari hupimwa kwa teknolojia ya hatua-na-skani, na urefu wa hatua ya sampuli zote za majaribio ni 0.013° (2theta);thamani ya juu ya kilele cha umbali wa kipimo ni-2.5 na + 2.5° (2theta).Kwa kila kilele, jumla ya quanta 106 huhesabiwa, wakati kwa mkia kuna takriban 3000 quanta.Vilele kadhaa vya majaribio (vilivyotenganishwa au kupishana kwa kiasi) vilichaguliwa kwa uchanganuzi zaidi wa wakati mmoja: (100), (110) na (004), ambao ulitokea kwa pembe ya Bragg karibu na pembe ya Bragg ya laini ya usajili ya SFO.Nguvu ya majaribio ilirekebishwa kwa sababu ya ugawanyiko wa Lorentz, na usuli uliondolewa kwa kudhaniwa kuwa badiliko la mstari.Kiwango cha NIST cha LaB6 (NIST 660b) kilitumika kurekebisha chombo na upanuzi wa taswira.Tumia LWL (Louer-Weigel-Louboutin) njia ya 30,31 ya kugeuza ili kupata mistari safi ya utenganishaji.Njia hii inatekelezwa katika mpango wa uchambuzi wa wasifu PROFIT-software32.Kutoka kwa uwekaji wa data ya ukubwa uliopimwa wa sampuli na kiwango kilicho na chaguo za kukokotoa za uwongo za Voigt, mstari sahihi wa mstari f(x) hutolewa.Chaguo za kukokotoa za usambazaji wa ukubwa G(L) hubainishwa kutoka f(x) kwa kufuata utaratibu uliowasilishwa katika Rejeleo la 23. Kwa maelezo zaidi, tafadhali rejelea nyenzo za ziada.Kama nyongeza ya uchanganuzi wa wasifu wa mstari, programu ya FULLPROF inatumiwa kufanya uchanganuzi wa Rietveld kwenye data ya XRPD (maelezo yanaweza kupatikana katika Maltoni et al. 6).Kwa kifupi, katika modeli ya Rietveld, vilele vya mtengano vinaelezewa na kitendakazi kilichorekebishwa cha Thompson-Cox-Hastings pseudo Voigt.Uboreshaji wa data ya LeBail ulifanyika kwa kiwango cha NIST LaB6 660b ili kuonyesha mchango wa chombo katika upanuzi wa kilele.Kulingana na FWHM iliyokokotwa (upana kamili katika nusu ya kiwango cha juu), mlinganyo wa Debye-Scherrer unaweza kutumika kukokotoa ukubwa wa wastani wa uzito wa kikoa cha fuwele cha kushikana:
Ambapo λ ni urefu wa wimbi la mionzi ya X-ray, K ni kipengele cha umbo (0.8-1.2, kwa kawaida ni sawa na 0.9), na θ ni pembe ya Bragg.Hii inatumika kwa: kutafakari kuchaguliwa, seti inayofanana ya ndege na muundo mzima (10-90 °).
Zaidi ya hayo, darubini ya Philips CM200 inayotumia 200 kV na iliyo na nyuzi za LaB6 ilitumiwa kwa uchanganuzi wa TEM kupata taarifa kuhusu mofolojia ya chembe na usambazaji wa ukubwa.
Kipimo cha kulegea kwa sumaku hufanywa na ala mbili tofauti: Mfumo wa Kupima Mali ya Kimwili (PPMS) kutoka kwa Sampuli ya Sampuli ya Sampuli ya Quantum-Vibrating Magnetometer (VSM), iliyo na sumaku ya 9 T superconducting, na MicroSense Model 10 VSM yenye sumaku-umeme.Sehemu ni 2 T, sampuli imejaa shambani (μ0HMAX:-5 T na 2 T, mtawalia kwa kila kifaa), na kisha uwanja wa nyuma (HREV) unatumika kuleta sampuli kwenye eneo la kubadili (karibu na HC. ), na kisha uozo wa usumaku unarekodiwa kama utendaji wa muda zaidi ya dakika 60.Kipimo kinafanywa kwa 300 K. Kiasi cha kuwezesha sambamba kinatathminiwa kulingana na maadili yaliyopimwa yaliyofafanuliwa katika nyenzo za ziada.
Muscas, G., Yaacoub, N. & Peddis, D. Misukosuko ya sumaku katika nyenzo za nanostructured.Katika muundo mpya wa sumaku 127-163 (Elsevier, 2018).https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813594-5.00004-7.
Mathieu, R. na Nordblad, P. Tabia ya sumaku ya pamoja.Katika mwelekeo mpya wa sumaku ya nanoparticle, kurasa 65-84 (2021).https://doi.org/10.1007/978-3-030-60473-8_3.
Dormann, JL, Fiorani, D. & Tronc, E. Utulivu wa sumaku katika mifumo bora ya chembe.Maendeleo katika Fizikia ya Kemikali, ukurasa wa 283-494 (2007).https://doi.org/10.1002/9780470141571.ch4.
Sellmyer, DJ, n.k. Muundo mpya na fizikia ya nanomagnets (walioalikwa).J. Fizikia ya Maombi 117, 172 (2015).
de Julian Fernandez, C. nk. Mapitio ya mada: maendeleo na matarajio ya utumizi wa sumaku wa kudumu wa hexaferrite.J. Fizikia.D. Tuma ombi la Fizikia (2020).
Maltoni, P. n.k. Kwa kuboresha usanisi na sifa sumaku za nanocrystals za SrFe12O19, nanocomposites mbili za sumaku hutumiwa kama sumaku za kudumu.J. Fizikia.D. Tuma ombi la Fizikia 54, 124004 (2021).
Saura-Múzquiz, M. n.k. Fafanua uhusiano kati ya mofolojia ya nanoparticle, muundo wa nyuklia/sumaku na sifa za sumaku za sumaku za sintered za SrFe12O19.Nano 12, 9481–9494 (2020).
Petrecca, M. nk. Kuboresha sifa za sumaku za nyenzo ngumu na laini kwa ajili ya utengenezaji wa sumaku za kudumu za chemchemi.J. Fizikia.D. Tuma ombi la Fizikia 54, 134003 (2021).
Maltoni, P. n.k. Rekebisha sifa za sumaku za miundo ya nano ngumu-laini ya SrFe12O19/CoFe2O4 kupitia utungaji/uunganishaji wa awamu.J. Fizikia.Kemia C 125, 5927–5936 (2021).
Maltoni, P. n.k. Gundua muunganisho wa sumaku na sumaku wa SrFe12O19/Co1-xZnxFe2O4 nanocomposites.J. Mag.Mag.alma mater.535, 168095 (2021).
Pullar, RC Hexagonal ferrites: Muhtasari wa usanisi, utendaji na matumizi ya keramik ya hexaferrite.Hariri.alma mater.sayansi.57, 1191–1334 (2012).
Momma, K. & Izumi, F. VESTA: Mfumo wa taswira ya 3D kwa uchambuzi wa kielektroniki na muundo.J. Applied Process Crystallography 41, 653–658 (2008).
Peddis, D., Jönsson, PE, Laureti, S. & Varvaro, G. Mwingiliano wa sumaku.Frontiers in Nanoscience, ukurasa wa 129-188 (2014).https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098353-0.00004-X.
Li, Q. n.k. Uwiano kati ya ukubwa/muundo wa kikoa wa nanoparticles zenye fuwele nyingi za Fe3O4 na sifa za sumaku.sayansi.Mwakilishi 7, 9894 (2017).
Coey, JMD Magnetic na nyenzo za sumaku.(Chuo Kikuu cha Cambridge Press, 2001).https://doi.org/10.1017/CBO9780511845000.
Lauretti, S. et al.Mwingiliano wa sumaku katika vipengele vya nanoporous vilivyofunikwa na silika vya nanoparticles ya CoFe2O4 yenye anisotropy ya sumaku za ujazo.Nanoteknolojia 21, 315701 (2010).
O'Grady, K. & Laidler, H. Mapungufu ya masuala ya sumaku ya kurekodi-midia.J. Mag.Mag.alma mater.200, 616–633 (1999).
Lavorato, GC n.k. Mwingiliano wa sumaku na kizuizi cha nishati katika nanoparticles za sumaku mbili za msingi/ganda zimeimarishwa.J. Fizikia.Kemia C 119, 15755–15762 (2015).
Peddis, D., Cannas, C., Musinu, A. & Piccaluga, G. Sifa za sumaku za nanoparticles: zaidi ya ushawishi wa ukubwa wa chembe.Kemia euro moja.J. 15, 7822–7829 (2009).
Eikeland, AZ, Stingaciu, M., Mamakhel, AH, Saura-Múzquiz, M. & Christensen, M. Boresha sifa za sumaku kwa kudhibiti mofolojia ya nanocrystals za SrFe12O19.sayansi.Mwakilishi 8, 7325 (2018).
Schneider, C., Rasband, W. na Eliceiri, K. NIH Picha hadi ImageJ: Miaka 25 ya uchanganuzi wa picha.A. Nat.Njia ya 9, 676-682 (2012).
Le Bail, A. & Louër, D. Ulaini na uhalali wa usambazaji wa saizi ya fuwele katika uchanganuzi wa wasifu wa X-ray.J. Applied Process Crystallography 11, 50-55 (1978).
Gonzalez, JM, nk. Mnato wa sumaku na muundo mdogo: utegemezi wa saizi ya chembe ya kiasi cha kuwezesha.J. Imetumika Fizikia 79, 5955 (1996).
Vavaro, G., Agostinelli, E., Testa, AM, Peddis, D. na Laureti, S. katika rekodi ya sumaku yenye msongamano wa juu zaidi.(Jenny Stanford Press, 2016).https://doi.org/10.1201/b20044.
Hu, G., Thomson, T., Rettner, CT, Raoux, S. & Terris, BD Co∕Pd nanostructures na ugeuzaji usumaku wa filamu.J. Fizikia ya Maombi 97, 10J702 (2005).
Khlopkov, K., Gutfleisch, O., Hinz, D., Müller, K.-H.& Schultz, L. Mageuzi ya kikoa cha mwingiliano katika sumaku yenye maandishi laini ya Nd2Fe14B.J. Fizikia ya Maombi 102, 023912 (2007).
Mohapatra, J., Xing, M., Elkins, J., Beatty, J. & Liu, JP Ugumu wa sumaku unaotegemea saizi katika nanoparticles za CoFe2O4: athari ya kuinamisha uso.J. Fizikia.D. Tuma ombi la Fizikia 53, 504004 (2020).