жаңылыктар

Табиятка келгениңиз үчүн рахмат.Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясы CSS үчүн чектелген колдоого ээ.Мыкты тажрыйба үчүн браузердин жаңыраак версиясын колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүү).Ошол эле учурда, колдоо үзгүлтүксүз камсыз кылуу үчүн, биз стилдери жана JavaScript жок сайттарды көрсөтөбүз.
SrFe12O19 (SFO) катуу гексаферриттин магниттик касиеттери анын микроструктурасынын татаал байланышы менен башкарылат, бул алардын туруктуу магниттик колдонмолорго тиешелүүлүгүн аныктайт.Sol-gel өзүнөн-өзү күйүү синтези менен алынган SFO нанобөлүкчөлөрүнүн тобун тандап, терең структуралык рентген порошок дифракциясын (XRPD) G (L) сызык профилинин анализи менен мүнөздөңүз.Алынган кристаллдын өлчөмүнүн бөлүштүрүлүшү, чоңдуктун [001] багыты боюнча синтез ыкмасына айкын көз карандылыгын ачып, кабыкча кристаллиттердин пайда болушуна алып келет.Мындан тышкары, SFO нанобөлүкчөлөрүнүн өлчөмү трансмиссиондук электрондук микроскопия (TEM) анализи менен аныкталган жана бөлүкчөлөрдөгү кристаллиттердин орточо саны бааланган.Бул натыйжалар критикалык мааниден төмөн бир домендик мамлекеттердин пайда болушун көрсөтүү үчүн бааланган жана активдештирүү көлөмү катуу магниттик материалдардын тескери магниттелүү процессин түшүндүрүүгө багытталган убакытка көз каранды магниттелүүнү өлчөөлөрдөн алынган.
Нано-масштабдуу магниттик материалдар чоң илимий жана технологиялык мааниге ээ, анткени алардын магниттик касиеттери көлөмдүн өлчөмүнө салыштырмалуу бир топ айырмаланган жүрүм-турумду көрсөтөт, бул жаңы перспективаларды жана колдонмолорду алып келет1,2,3,4.Наноструктуралуу материалдардын ичинен M-түрү гексаферрит SrFe12O19 (SFO) туруктуу магниттик колдонмолор үчүн жагымдуу талапкер болуп калды5.Чынында эле, акыркы жылдары, көлөмүн, морфологиясын жана магниттик касиеттерин оптималдаштыруу үчүн ар кандай синтез жана кайра иштетүү ыкмалары аркылуу нано масштабдагы SFO негизиндеги материалдарды ыңгайлаштыруу боюнча көптөгөн изилдөө иштери жүргүзүлдү6,7,8.Мындан тышкары, ал алмашуу бириктирүү системаларын изилдөө жана иштеп чыгууда чоң көңүл бурган9,10.Анын жогорку магнитокристаллдык анизотропиясы (К = 0,35 МДж/м3) анын алты бурчтуу торунун 11,12 с огу боюнча багытталган, магнетизм менен кристаллдык түзүлүштүн, кристаллиттер менен бүртүкчөлөрүнүн, морфологиясынын жана текстурасынын ортосундагы татаал корреляциянын түз натыйжасы болуп саналат.Демек, жогорудагы мүнөздөмөлөрдү көзөмөлдөө конкреттүү талаптарды аткаруу үчүн негиз болуп саналат.1-сүрөттө SFO13 типтүү алты бурчтуу мейкиндик тобу P63/mmc жана сызык профилин анализдөөнүн чагылдырылышына туура келген тегиздик көрсөтүлгөн.
Ферромагниттик бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн азайтуунун тиешелүү мүнөздөмөлөрүнүн ичинен критикалык мааниден төмөн бир домен абалынын пайда болушу магниттик анизотропиянын өсүшүнө алып келет (жердин бетинин көлөмүнө карата катышы жогору болгондуктан), бул коэрцивдик талаага алып келет14,15.Катуу материалдардагы критикалык өлчөмдөн (ДК) төмөн болгон кенен аймак (типтүү маани болжол менен 1 мкм) жана когеренттүү өлчөм (DCOH)16 деп аталган менен аныкталат: бул когеренттүү өлчөмдөгү магниттен ажыратуу үчүн эң кичине көлөм ыкмасына тиешелүү. (DCOH) , Активдештирүү көлөмү (VACT) катары туюнтулган 14. Бирок, 2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кристалл өлчөмү DCден кичине болсо да, инверсия процесси карама-каршы болушу мүмкүн.Нанобөлүкчөлөрдүн (NP) компоненттеринде реверсациянын критикалык көлөмү магниттик илешкектүүлүккө (S) көз каранды жана анын магнит талаасынын көз карандылыгы NP магниттелүүсүнүн өтүү процесси жөнүндө маанилүү маалыматтарды берет17,18.
Жогору жакта: бөлүкчөлөрдүн өлчөмү менен коэрцивдик талаанын эволюциясынын схемалык диаграммасы, тиешелүү магниттелүүнүн тескери процессин көрсөткөн (15тен ылайыкташтырылган).SPS, SD жана MD тиешелүүлүгүнө жараша суперпарамагниттик абалды, бир доменди жана көп доменди билдирет;DCOH жана DC тиешелүүлүгүнө жараша когеренттик диаметри жана критикалык диаметри үчүн колдонулат.Төмөндө: кристаллиттердин монокристаллдан поликристаллга чейин өсүшүн көрсөткөн ар кандай өлчөмдөгү бөлүкчөлөрдүн эскиздери.жанатиешелүүлүгүнө жараша кристалл жана бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн көрсөтөт.
Бирок, нано масштабда бөлүкчөлөрдүн ортосундагы күчтүү магниттик өз ара аракеттенүү, өлчөмдөрдүн бөлүштүрүлүшү, бөлүкчөлөрдүн формасы, беттин бузулушу жана магниттелүүнүн жеңил огунун багыты сыяктуу жаңы комплекстүү аспектилер да киргизилди, мунун баары анализди кыйындатат19, 20 .Бул элементтер энергетикалык тоскоолдуктарды бөлүштүрүүгө олуттуу таасир этет жана кылдаттык менен кароого татыктуу, ошону менен магниттелүүнүн тескери режимине таасир этет.Ушул негизде магниттик көлөм менен физикалык наноструктуралуу М-типтеги гексаферрит SrFe12O19 ортосундагы байланышты туура түшүнүү өзгөчө маанилүү.Ошондуктан, моделдик система катары биз ылдыйдан өйдө соль-гель ыкмасы менен даярдалган SFO комплексин колдонуп, жакында изилдөө жүргүздүк.Мурунку натыйжалар кристаллиттердин өлчөмү нанометрдик диапазондо экенин көрсөтүп турат жана ал кристаллдардын формасы менен бирге колдонулган жылуулук иштетүүгө жараша болот.Мындан тышкары, мындай үлгүлөрдүн кристаллдуулугу синтез ыкмасына жараша болот жана кристаллиттер менен бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнүн ортосундагы байланышты тактоо үчүн деталдуу талдоо талап кылынат.Бул байланышты ачуу үчүн, Ритвельд методу менен айкалыштырылган трансмиссиялык электрондук микроскопия (TEM) анализи жана жогорку статистикалык рентгендик порошок дифракциясынын линиялык профилдик анализи аркылуу кристаллдын микроструктурасынын параметрлери (б.а., кристаллиттер жана бөлүкчөлөрдүн өлчөмү, формасы) кылдат талданган. .XRPD) режими.Структуралык мүнөздөмө алынган нанокристаллиттердин анизотроптук мүнөздөмөлөрүн аныктоого жана (феррит) материалдардын нано масштабдуу диапазонуна чейин чокуга кеңейүүнү мүнөздөө үчүн ишенимдүү ыкма катары линиялык профилдик анализдин максатка ылайыктуулугун далилдөөгө багытталган.Көлөмү боюнча өлчөнгөн кристаллдын өлчөмүнүн бөлүштүрүлүшү G(L) кристаллографиялык багытка катуу көз каранды экени аныкталган.Бул иште биз кошумча ыкмалар, чынында эле, так ушундай порошок үлгүлөрүнүн түзүмүн жана магниттик мүнөздөмөлөрүн сүрөттөө үчүн өлчөмү менен байланышкан параметрлерди так чыгаруу үчүн зарыл экенин көрсөтүп турат.Морфологиялык структуранын мүнөздөмөлөрү менен магниттик жүрүм-турумдун ортосундагы байланышты тактоо үчүн тескери магниттештирүү процесси да изилденген.
Rietveld рентген порошок дифракциясын талдоо (XRPD) маалыматтардын с-огу боюнча кристаллдын өлчөмү ылайыктуу жылуулук дарылоо менен жөнгө салынышы мүмкүн экенин көрсөтүп турат.Ал өзгөчө биздин үлгүдө байкалган чокусунун кеңейүүсү анизотроптук кристаллит формасына байланыштуу болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат.Мындан тышкары, Rietveld тарабынан талданган орточо диаметр менен Уильямсон-Холл диаграммасынын ортосундагы шайкештик (жанаТаблица S1) кристаллиттер дээрлик деформациясыз жана структуралык деформация жок экенин көрсөтүп турат.Кристаллиттин өлчөмүнүн ар түрдүү багыттар боюнча таралышынын эволюциясы биздин көңүлүбүздү алынган бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө бурат.Талдоо жөнөкөй эмес, анткени золь-гелдин өзүнөн-өзү күйүү жолу менен алынган үлгү бөлүкчөлөрдүн агломераттарынан турат, анткени кеуектүү түзүлүштүү6,9 ,21.TEM тест үлгүсүнүн ички түзүмүн кененирээк изилдөө үчүн колдонулат.Жарык талаанын типтүү сүрөттөрү 3a-c-сүрөттө берилген (анализдин толук сүрөттөлүшү үчүн, кошумча материалдардын 2-бөлүмүн караңыз).Үлгү майда бөлүктөр формасындагы бөлүкчөлөрдөн турат.Тромбоциттер биригип, ар кандай өлчөмдөгү жана формадагы көзөнөктүү агрегаттарды пайда кылышат.Тромбоциттердин өлчөмүн бөлүштүрүүнү баалоо үчүн, ар бир үлгүдөгү 100 бөлүкчөлөрдүн аянты ImageJ программасы аркылуу кол менен өлчөнгөн.Маани катары бөлүкчөлөрдүн аянты бирдей болгон эквиваленттүү тегеректин диаметри ар бир өлчөнгөн кесимдин өкүлү өлчөмүнө таандык.SFOA, SFOB жана SFOC үлгүлөрүнүн натыйжалары 3d-f-сүрөттө жалпыланган жана орточо диаметрдин мааниси да билдирилген.Кайра иштетүү температурасын жогорулатуу бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн жана алардын таралуу туурасын жогорулатат.VTEM жана VXRD (1-таблица) салыштыруудан көрүүгө болот, SFOA жана SFOB үлгүлөрүндө бир бөлүкчөдөгү кристаллдардын орточо саны бул ламеллалардын поликристаллдык мүнөзүн көрсөтөт.Ал эми SFOC бөлүкчөлөрүнүн көлөмү орточо кристаллиттин көлөмү менен салыштырууга болот, бул ламеллалардын көбү монокристаллдар экенин көрсөтүп турат.Биз TEM жана рентген нурларынын дифракциясынын көрүнүүчү өлчөмдөрү ар кандай экендигин белгилейбиз, анткени акыркысында биз когеренттүү чачыранды блокту өлчөп жатабыз (ал кадимки үлүштөн кичине болушу мүмкүн): Мындан тышкары, бул чачырандылардын кичине ката багыты. домендер дифракция менен эсептелет.
(а) SFOA, (б) SFOB жана (в) SFOC жаркыраган талаа TEM сүрөттөрү алар пластинка сымал формадагы бөлүкчөлөрдөн турганын көрсөтүп турат.Тиешелүү өлчөмдөгү бөлүштүрүү панелдин гистограммасында көрсөтүлгөн (df).
Мурунку анализде да байкагандай, чыныгы порошок үлгүсүндөгү кристаллиттер полидисперстик системаны түзөт.Рентген методу когеренттүү чачыранды блокко өтө сезгич болгондуктан, майда наноструктураларды сүрөттөө үчүн порошоктун дифракциялык маалыматтарын кылдат талдоо талап кылынат.Бул жерде кристаллиттердин өлчөмү G(L)23 көлөмүнүн өлчөнгөн кристаллдык өлчөмүнүн бөлүштүрүү функциясынын мүнөздөмөсү аркылуу талкууланат, аны болжолдуу формадагы жана өлчөмдөгү кристаллиттерди табуу ыктымалдык тыгыздыгы катары чечмелесе болот жана анын салмагы ал.Көлөмү, анализделген үлгүдөгү.Призматикалык кристаллит формасы менен орточо көлөмдүү кристаллиттин өлчөмүн ([100], [110] жана [001] багыттары боюнча орточо каптал узундугу) эсептесе болот.Ошондуктан, биз нано-масштаб материалдарын так кристалл өлчөмүн бөлүштүрүү алуу үчүн бул жол-жобосунун натыйжалуулугун баалоо үчүн анизотроптук кабыкчалар түрүндө ар кандай бөлүкчө өлчөмдөрү менен бардык үч SFO үлгүлөрүн тандалып алынган (6 Шилтеме кара).Феррит кристаллдарынын анизотроптук багытын баалоо үчүн, тандалган чокулардын XRPD маалыматтарында сызык профилинин анализи жүргүзүлгөн.Сыналган SFO үлгүлөрү кристаллдык тегиздиктердин бирдей топтомунан ыңгайлуу (таза) жогорку тартиптеги дифракцияны камтыган эмес, ошондуктан линияны кеңейтүүчү салымды чоңдуктан жана бурмалоодон бөлүү мүмкүн эмес болчу.Ошол эле учурда дифракциялык сызыктардын байкалган кеңейүүсү чоңдук эффектисинен улам болушу ыктымал жана орточо кристаллит формасы бир нече сызыктарды талдоо аркылуу текшерилет.4-сүрөт аныкталган кристаллографиялык багыт боюнча G(L) көлөмүнүн өлчөнгөн кристаллдык өлчөмүн бөлүштүрүү функциясын салыштырат.Кристаллит өлчөмүн бөлүштүрүүнүн типтүү формасы логнормалуу бөлүштүрүү болуп саналат.Бардык алынган өлчөмдөгү бөлүштүрүүнүн бир өзгөчөлүгү, алардын бирмодалуулугу.Көпчүлүк учурларда, бул бөлүштүрүү кээ бир аныкталган бөлүкчөлөрдүн пайда жараянына таандык болушу мүмкүн.Тандалган чокунун орточо эсептелген өлчөмү менен Ритвельд тактоосунан алынган маанинин ортосундагы айырма алгылыктуу диапазондо (аспаптарды калибрлөө процедуралары бул ыкмалардын ортосунда ар кандай экендигин эске алуу менен) жана тегиздиктердин тиешелүү топтомундагы айырма менен бирдей. Дебай Алынган орточо өлчөм Шеррер теңдемеси менен шайкеш келет, 2-таблицада көрсөтүлгөндөй. Эки түрдүү моделдөө техникасынын көлөмүнүн орточо кристаллдык өлчөмүнүн тенденциясы абдан окшош, ал эми абсолюттук чоңдуктун четтөөсү абдан аз.Rietveld менен пикир келишпестиктер болушу мүмкүн болсо да, мисалы, (110) SFOB чагылдырылган учурда, ал ар биринде 1 градус 2θ аралыкта тандалган чагылдыруунун эки тарабында фонду туура аныктоого байланыштуу болушу мүмкүн. багыт.Ошого карабастан, эки технологиянын ортосундагы сонун макулдашуу методдун актуалдуулугун тастыктайт.Чоку кеңейүүнүн талдоосунан көрүнүп тургандай, [001] боюндагы чоңдук синтез ыкмасына спецификалык көз карандылыкка ээ, натыйжада SFO6,21де соль-гель менен синтезделген кабыкча кристаллиттер пайда болот.Бул өзгөчөлүк артыкчылыктуу формадагы нанокристаллдарды долбоорлоо үчүн бул ыкманы колдонууга жол ачат.Баарыбызга белгилүү болгондой, SFOнун татаал кристалл түзүмү (1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй) SFO12нин ферромагниттик жүрүм-турумунун өзөгү болуп саналат, андыктан форманын жана өлчөмүнүн мүнөздөмөлөрү үлгүнүн дизайнын колдонуу үчүн оптималдаштыруу үчүн жөнгө салынышы мүмкүн (мисалы, туруктуу магнитке байланыштуу).Кристаллиттин өлчөмүн талдоо кристаллдык формалардын анизотропиясын сүрөттөөнүн күчтүү ыкмасы экендигин белгилеп, мурда алынган натыйжаларды дагы бекемдейт.
(а) SFOA, (б) SFOB, (с) SFOC тандалган чагылдыруу (100), (110), (004) көлөмүнүн салмактанып алынган кристаллит өлчөмүн бөлүштүрүү G (L).
5-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, нано-порошок материалдарынын кристаллдык өлчөмүнүн так бөлүштүрүлүшүн алуу процедурасынын эффективдүүлүгүн баалоо жана аны татаал наноструктураларга колдонуу үчүн, биз бул ыкманын нанокомпозиттик материалдарда (номиналдык баалуулуктар) натыйжалуу экендигин текшердик.Иштин тактыгы SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w % түзөт.Бул жыйынтыктар Rietveld анализине толук дал келет (салыштыруу үчүн 5-сүрөттүн коштомосун караңыз) жана бир фазалуу системага салыштырмалуу SFO нанокристаллдары пластинка сымал морфологияны баса белгилей алат.Бул жыйынтыктар бул сызык профилинин анализин бир нече ар кандай кристалл фазалары тиешелүү структуралары жөнүндө маалыматты жоготпостон бири-бирине дал келе турган татаалыраак системаларга колдонуусу күтүлүүдө.
нанокомпозиттерде SFO ((100), (004)) жана CFOнун (111) тандалган чагылдырылышынын көлөмүнүн өлчөнгөн кристаллдык өлчөмү G(L) бөлүштүрүлүшү;салыштыруу үчүн, тиешелүү Rietveld талдоо маанилери 70 (7), 45 (6) жана 67 (5) nm6 болуп саналат.
2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, магниттик аймактын өлчөмүн аныктоо жана физикалык көлөмдү туура баалоо мындай татаал системаларды сүрөттөө үчүн жана магниттик бөлүкчөлөрдүн ортосундагы өз ара аракеттенүүнү жана структуралык тартипти так түшүнүү үчүн негиз болуп саналат.Акыркы убакта магниттик сезгичтиктин (χirr) кайтарылгыс компонентин изилдөө үчүн магниттелүүнүн тескери процессине өзгөчө көңүл бурулуп, SFO үлгүлөрүнүн магниттик жүрүм-туруму деталдуу изилденген (S3 сүрөтү SFOC үлгүсү)6.Бул ферритке негизделген наносистемадагы магниттелүүнүн тескери механизмин тереңирээк түшүнүү үчүн биз берилген багытта каныккандан кийин тескери талаада (HREV) магниттик релаксацияны өлчөө жүргүздүк.\(M\left(t\right)\proptoSln\left(t\right)\) карап көрүңүз (6-сүрөттү жана кененирээк маалымат алуу үчүн кошумча материалды караңыз) жана андан соң активдештирүү көлөмүн (VACT) алыңыз.Аны окуяда когеренттүү тескери бурула турган материалдын эң кичине көлөмү катары аныктоого мүмкүн болгондуктан, бул параметр тескери процесске катышкан “магниттик” көлөмдү билдирет.Биздин VACT мааниси (S3 таблицасын караңыз) когеренттүү айлануу аркылуу системанын магниттешүүсүнүн жогорку чегин сүрөттөгөн когеренттүү диаметр (DCOH) катары аныкталган болжол менен 30 нм диаметрдеги чөйрөгө туура келет.Бөлүкчөлөрдүн физикалык көлөмүндө чоң айырма бар болсо да (SFOA SFOCден 10 эсе чоң), бул баалуулуктар бир топ туруктуу жана кичинекей, бул бардык системалардын магниттештирүү механизми өзгөрүүсүз бойдон калаарын көрсөтүп турат (биз айткан нерсеге дал келет). бирдиктүү домендик система) 24 .Акыр-аягы, VACT XRPD жана TEM анализине караганда бир топ аз физикалык көлөмгө ээ (S3 таблицасындагы VXRD жана VTEM).Демек, биз когеренттүү айлануу аркылуу гана которуштуруу жараяны пайда болбойт деген тыянак чыгарууга болот.Ар кандай магнитометрлерди колдонуу менен алынган натыйжалар (S4-сүрөт) бир топ окшош DCOH маанилерин берерин эске алыңыз.Бул жагынан алганда, ал абдан акылга сыярлык кайра жараянын аныктоо үчүн бир домен бөлүкчө (DC) критикалык диаметрин аныктоо үчүн абдан маанилүү болуп саналат.Биздин талдообуз боюнча (кошумча материалды караңыз), биз алынган VACT когеренттүү эмес айлануу механизмин камтыйт деп жыйынтык чыгара алабыз, анткени DC (~ 0,8 мкм) биздин бөлүкчөлөрүбүздүн DC (~ 0,8 мкм) өтө алыс жайгашкан, б.а. Домендик дубалдардын пайда болушу андан кийин күчтүү колдоого ээ болгон жана бирдиктүү домен конфигурациясын алган.Бул натыйжаны өз ара аракеттенүү доменинин пайда болушу менен түшүндүрүүгө болот25, 26. Бул материалдардын гетерогендүү микроструктурасынан улам өз ара байланышкан бөлүкчөлөргө жайылган бир кристалл өз ара аракеттенүү доменине катышат деп ойлойбуз27,28.Рентген методдору домендердин (микрокристаллдардын) жакшы микроструктурасына гана сезгич болсо да, магниттик релаксацияны өлчөө наноструктуралуу SFOларда пайда болушу мүмкүн болгон татаал кубулуштардын далилин берет.Ошондуктан, SFO бүртүкчөлөрүнүн нанометрдик өлчөмүн оптималдаштыруу менен, көп домендик инверсия процессине өтүүнүн алдын алууга болот, ошону менен бул материалдардын жогорку коэрсивдүүлүгүн сактоого болот.
(а) SFOC магниттештирүү ийри сызыгы -5 T жана 300 К каныккандан кийин ар кандай тескери талаа HREV маанилеринде өлчөнөт (эксперименталдык маалыматтардын жанында көрсөтүлгөн) (магниттештирүү үлгүнүн салмагына жараша нормалдаштырылган);айкындык үчүн, Кыстарма 0,65 T талаасынын (кара тегерек) эксперименталдык маалыматтарын көрсөтөт, ал эң жакшы туура келет (кызыл сызык) (магниттештирүү M0 = M(t0) баштапкы мааниге нормалдаштырылган);(б) тиешелүү магниттик илешкектүүлүк (S) талаанын SFOC А функциясына тескери көрсөткүч болуп саналат (сызык көз үчүн жол көрсөткүч);(c) физикалык/магниттик узундуктун масштабынын деталдары менен активдештирүү механизминин схемасы.
Жалпысынан алганда, магниттелүүнүн тескерилеши домен дубалынын өзөктөрү, таралышы жана кадоо жана ачуу сыяктуу бир катар жергиликтүү процесстер аркылуу болушу мүмкүн.Жалгыз домендүү феррит бөлүкчөлөрүндө активдештирүү механизми нуклеация аркылуу ишке ашат жана жалпы магниттик тескери көлөмдөн кичине магниттелүүнүн өзгөрүшү менен ишке ашырылат (6c-сүрөттө көрсөтүлгөндөй)29.
Критикалык магнетизм менен физикалык диаметрдин ортосундагы ажырым, когеренттүү эмес режим магниттик домендин тескери жылышынын коштолгон окуясы экенин билдирет, ал материалдын бир тексиздигинен жана беттин тегиз эместигинен улам болушу мүмкүн, алар бөлүкчөлөрдүн өлчөмү 25ке көбөйгөндө корреляцияга айланат, натыйжада бирдей магниттештирүү абалы.
Демек, бул системада магниттелүүнүн тескери процесси өтө татаал жана нанометрдик масштабдагы өлчөмдөрдү азайтуу аракеттери ферриттин микроструктурасы менен магнетизмдин өз ара аракетинде негизги ролду ойнойт деген тыянак чыгарууга болот..
Түзүлүшү, формасы жана магнетизминин ортосундагы татаал байланышты түшүнүү келечектеги колдонмолорду иштеп чыгуу жана иштеп чыгуу үчүн негиз болуп саналат.SrFe12O19 тандалган XRPD үлгүсүнүн сызык профилинин анализи биздин синтез ыкмасы менен алынган нанокристаллдардын анизотроптук формасын тастыктады.TEM анализи менен бирге бул бөлүкчөнүн поликристаллдык табияты далилденди жана кийинчерээк бул иште изилденген SFOнун өлчөмү кристаллиттин өсүшүнүн далилдерине карабастан, критикалык бир домендик диаметрден төмөн экендиги тастыкталды.Ушунун негизинде биз өз ара байланышкан кристаллиттерден турган өз ара аракеттенүү доменин түзүүгө негизделген кайра кайтарылгыс магниттөө процессин сунуштайбыз.Биздин натыйжалар нанометрдик деңгээлдеги бөлүкчөлөрдүн морфологиясы, кристаллдык структурасы жана кристаллит өлчөмүнүн ортосундагы тыгыз байланышты далилдейт.Бул изилдөө катуу наноструктуралуу магниттик материалдардын кайра магниттештирүү процессин тактоо жана натыйжада магниттик жүрүм-турумда микроструктуралык мүнөздөмөлөрдүн ролун аныктоого багытталган.
Үлгүлөр лимон кислотасын хелаттоочу агент/отун катары колдонуп синтезделди, 6-маалыматта билдирилген. Синтездин шарттары үч түрдүү өлчөмдөгү үлгүлөрдү (SFOA, SFOB, SFOC), алар ар кандай температурада (тиешелүүлүгүнө жараша 1000, 900 жана 800°С) тиешелүү күйдүрүү процедуралары менен алынган.Таблица S1 магниттик касиеттерин жалпылайт жана алар салыштырмалуу окшош экенин табат.Нанокомпозит SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w% да ушундай жол менен даярдалган.
Дифракция үлгүсү Bruker D8 порошок дифрактометринде CuKα нурлануусу (λ = 1,5418 Å) менен өлчөнгөн жана детектордун жаракасынын туурасы 0,2 мм болуп коюлган.10-140° 2θ диапазонунда маалыматтарды чогултуу үчүн VANTEC эсептегичти колдонуңуз.Маалыматтарды жазуу учурунда температура 23 ± 1 °C сакталган.чагылдыруу кадам жана сканерлөө технологиясы менен ченелет, жана бардык сыноо үлгүлөрүнүн кадам узундугу 0,013 ° (2theta);өлчөө аралыктын максималдуу чокусу мааниси -2,5 жана + 2,5 ° (2theta).Ар бир чоку үчүн жалпысынан 106 квант эсептелет, ал эми куйрук үчүн 3000 квант бар.Бир нече эксперименттик чокулары (бөлүнгөн же жарым-жартылай бири-биринен) андан ары бир эле учурда талдоо үчүн тандалып алынган: (100), (110) жана (004), алар SFO каттоо сызыгынын Брагг бурчка жакын Брегг бурчунда пайда болгон.Эксперименттик интенсивдүүлүк Лоренц поляризация фактору үчүн коррекцияланды жана фон болжолдонгон сызыктуу өзгөрүү менен алынып салынды.NIST стандарты LaB6 (NIST 660b) аспапты калибрлөө жана спектрдик кеңейтүү үчүн колдонулган.Таза дифракциялык сызыктарды алуу үчүн LWL (Louer-Weigel-Louboutin) 30,31 деконволюция ыкмасын колдонуңуз.Бул ыкма PROFIT-software32 профилдик талдоо программасында ишке ашырылат.Үлгүнүн жана эталондун өлчөнгөн интенсивдүүлүгүнүн маалыматтарын псевдо-Фойгт функциясы менен тууралоодон тиешелүү туура f(x) сызык контуру чыгарылат.Өлчөмдү бөлүштүрүү функциясы G(L) f(x) 23-Шилтемеде берилген процедураны аткаруу менен аныкталат. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн кошумча материалды караңыз.Саптык профилдик анализге кошумча катары, FULLPROF программасы XRPD маалыматтарына Rietveld анализин жүргүзүү үчүн колдонулат (маалыматтарды Maltoni et al. 6 таба аласыз).Кыскача айтканда, Ритвелд моделинде дифракциянын чокулары модификацияланган Томпсон-Кокс-Хастингс псевдо Фойгт функциясы менен сүрөттөлөт.Маалыматтарды LeBail тактоосу NIST LaB6 660b стандартында аспаптын эң жогорку кеңейтүүгө кошкон салымын көрсөтүү үчүн аткарылган.Эсептелген FWHM (толук туурасы эң жогорку интенсивдүүлүктүн жарымында) ылайык, Дебай-Шеррер теңдемесин когеренттүү чачыранды кристаллдык домендин көлөмүнүн орточо өлчөмүн эсептөө үчүн колдонсо болот:
Мында λ – рентген нурлануунун толкун узундугу, K – форма фактору (0,8-1,2, адатта 0,9га барабар), θ – Брегг бурчу.Бул тиешелүү: тандалган чагылдыруу, учактардын тиешелүү топтому жана бүт үлгү (10-90 °).
Кошумчалай кетсек, бөлүкчөлөрдүн морфологиясы жана өлчөмү боюнча маалымат алуу үчүн TEM анализи үчүн 200 кВда иштеген жана LaB6 жипчеси менен жабдылган Philips CM200 микроскобу колдонулган.
Магниттештирүүнүн релаксациясын өлчөө эки башка аспап менен аткарылат: 9 Т супер өткөргүч магнит менен жабдылган Кванттык Дизайн-Тирмелүү Магнитометрден (VSM) физикалык касиетти өлчөө системасы (PPMS) жана электромагниттүү MicroSense Model 10 VSM.Талаа 2 Т, үлгү талаада каныккан (μ0HMAX: -5 Т жана 2 Т, тиешелүүлүгүнө жараша ар бир инструмент үчүн), андан кийин тескери талаа (HREV) үлгүнү которуу аймагына (HC жакын) алып келүү үчүн колдонулат. ), андан кийин магниттештирүү 60 мүнөттөн ашык убакыттын функциясы катары жазылат.Өлчөө 300 Кда жүргүзүлөт. Тиешелүү активдештирүү көлөмү кошумча материалда сүрөттөлгөн өлчөнгөн маанилердин негизинде бааланат.
Muscas, G., Yaacoub, N. & Peddis, D. Наноструктуралуу материалдарда магниттик бузулуулар.Жаңы магниттик наноструктурада 127-163 (Elsevier, 2018).https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813594-5.00004-7.
Mathieu, R. жана Nordblad, P. Жамааттык магниттик жүрүм-турум.Нанобөлүкчөлөрдүн магнетизминин жаңы тенденциясында, 65-84-беттер (2021).https://doi.org/10.1007/978-3-030-60473-8_3.
Dormann, JL, Fiorani, D. & Tronc, E. Майда бөлүкчөлөрдүн системаларында магниттик релаксация.Химиялык физикадагы прогресс, 283-494-бет (2007).https://doi.org/10.1002/9780470141571.ch4.
Sellmyer, DJ, ж.J. Колдонмо физикасы 117, 172 (2015).
де Джулиан Fernandez, C. ж.б. Тематикалык кароо: прогресс жана катуу hexaferrite туруктуу магнит өтүнмөлөр келечеги.J. Физика.D. Физика боюнча тапшыруу (2020).
Maltoni, P. ж.б. SrFe12O19 нанокристаллдарынын синтезин жана магниттик касиеттерин оптималдаштыруу менен, туруктуу магнит катары кош магниттик нанокомпозиттер колдонулат.J. Физика.D. Физика 54, 124004 (2021) боюнча тапшыруу.
Saura-Múzquiz, M. ж.б. нанобөлүкчөлөрдүн морфологиясы, ядролук/магниттик түзүлүш жана агломерацияланган SrFe12O19 магниттеринин магниттик касиеттери ортосундагы байланышты тактаңыз.Nano 12, 9481–9494 (2020).
Petrecca, M. ж.б. алмашуу жазгы туруктуу магниттерди өндүрүү үчүн катуу жана жумшак материалдардын магниттик касиеттерин оптималдаштыруу.J. Физика.D. Физика 54, 134003 (2021) боюнча тапшыруу.
Maltoni, P. ж.б. Катуу-жумшак SrFe12O19/CoFe2O4 наноструктураларынын магниттик касиеттерин курамы/фазалык бириктирүү аркылуу тууралаңыз.J. Физика.Химия C 125, 5927–5936 (2021).
Maltoni, P. ж.б. SrFe12O19/Co1-xZnxFe2O4 нанокомпозиттеринин магниттик жана магниттик байланышын изилдеңиз.J. Маг.Маг.алма матер.535, 168095 (2021).
Pullar, RC Hexagonal ferrites: Гексаферрит керамикасынын синтези, аткарылышы жана колдонулушуна сереп салуу.Түзөтүү.алма матер.илим.57, 1191–1334 (2012).
Momma, K. & Izumi, F. VESTA: электрондук жана структуралык талдоо үчүн 3D визуализация системасы.J. Колдонмо процесси Кристаллография 41, 653–658 (2008).
Peddis, D., Jönsson, PE, Laureti, S. & Varvaro, G. Магниттик өз ара.Nanoscience чек аралары, 129-188-беттер (2014).https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098353-0.00004-X.
Li, Q. жана башкалар. Жогорку кристаллдык Fe3O4 нанобөлүкчөлөрүнүн өлчөмү/домендик структурасы менен магниттик касиеттердин ортосундагы корреляция.илим.Өкүл 7, 9894 (2017-ж.).
Coey, JMD Магниттик жана магниттик материалдар.(Cambridge University Press, 2001).https://doi.org/10.1017/CBO9780511845000.
Лоретти, С жана башкалар.Куб магниттик анизотропия менен CoFe2O4 нанобөлүкчөлөрүнүн кремнеземдүү капталган нанокөңдөй компоненттеринин магниттик өз ара аракеттенүүсү.Нанотехнология 21, 315701 (2010).
O'Grady, K. & Laidler, H. Магниттик жазуу-медиа ойлорду чектөөлөр.J. Маг.Маг.алма матер.200, 616–633 (1999).
Lavorato, GC ж.б. Магниттик өз ара аракеттенүү жана энергетикалык тосмо негизги / кабык кош магниттик нанобөлүкчөлөр күчөтүлгөн.J. Физика.Химия C 119, 15755–15762 (2015).
Peddis, D., Cannas, C., Musinu, A. & Piccaluga, G. Нанобөлүкчөлөрдүн магниттик касиеттери: бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнүн таасиринен тышкары.Химия бир евро.J. 15, 7822–7829 (2009).
Eikeland, AZ, Stingaciu, M., Mamakhel, AH, Saura-Múzquiz, M. & Кристенсен, M. SrFe12O19 нанокристаллдарынын морфологиясын көзөмөлдөө менен магниттик касиеттерин жогорулатуу.илим.Өкүл 8, 7325 (2018-ж.).
Schneider, C., Rasband, W. жана Eliceiri, K. NIH Image to ImageJ: 25 жыл сүрөт талдоо.А.Нат.Метод 9, 676–682 (2012).
Le Bail, A. & Louer, D. Рентген профилиндеги кристаллдын өлчөмүнүн бөлүштүрүлүшүнүн жылмакайлыгы жана негиздүүлүгү.J. Колдонмо процесси Кристаллография 11, 50-55 (1978).
Гонсалес, Ж.М., ж.б. Магниттик илешкектүүлүк жана микроструктура: активдештирүү көлөмүнүн бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө көз карандылыгы.J. Колдонмо физика 79, 5955 (1996).
Vavaro, G., Agostinelli, E., Testa, AM, Peddis, D. жана Laureti, S. абдан жогорку тыгыздыктагы магниттик жазуу.(Jenny Stanford Press, 2016).https://doi.org/10.1201/b20044.
Hu, G., Thomson, T., Rettner, CT, Raoux, S. & Terris, BD Co∕Pd наноструктуралары жана пленка магниттештирүү кайра.J. Колдонмо физикасы 97, 10J702 (2005).
Хлопков, К., Гутфлейш, О., Хинц, Д., Мюллер, К.-Х.& Шульц, L. Текстураланган майда бүртүкчөлүү Nd2Fe14B магнитиндеги өз ара аракеттенүү доменинин эволюциясы.J. Колдонмо физикасы 102, 023912 (2007).
Mohapatra, J., Xing, M., Elkins, J., Beatty, J. & Liu, JP CoFe2O4 нанобөлүкчөлөрүнүн өлчөмүнөн көз каранды магниттик катуулануу: беттик айлануу кыйшаюусунун таасири.J. Физика.D. Физика 53, 504004 (2020) боюнча тапшыруу.