nuacht

Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Dúlra.Tá tacaíocht teoranta do CSS ag an leagan brabhsálaí atá in úsáid agat.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit leagan níos nuaí den bhrabhsálaí a úsáid (nó an modh comhoiriúnachta in Internet Explorer a mhúchadh).Ag an am céanna, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánfaimid suíomhanna gan stíleanna agus JavaScript.
Tá airíonna maighnéadacha hexaferrite crua SrFe12O19 (SFO) á rialú ag caidreamh casta a microstructure, a chinneann a n-ábharthacht d'iarratais maighnéad buan.Roghnaigh grúpa nanacháithníní SFO a fhaightear trí shintéis dócháin spontáineach sol-ghlóthach, agus déan tréithriú domhain díraonta púdar X-ghathaithe (XRPD) trí anailís phróifíl líne G(L).Léiríonn an dáileadh méid criostalaithe a fhaightear an spleáchas soiléir ar an méid feadh an treo [001] ar an modh sintéise, rud a fhágann go gcruthófar criostalaithe flaky.Ina theannta sin, rinneadh anailís ar mhicreascópacht leictreon tarchurtha (TEM) ar mhéid na nanacháithníní SFO, agus measadh go raibh meánlíon criostalaithe sna cáithníní.Rinneadh meastóireacht ar na torthaí seo chun foirmiú stáit fearainn aonair a léiriú faoi bhun an luacha chriticiúil, agus díorthaítear an méid gníomhachtaithe ó thomhais maighnéadaithe atá ag brath ar am, atá dírithe ar phróiseas maighnéadaithe droim ar ais d'ábhair mhaighnéadacha crua a shoiléiriú.
Tá an-tábhacht eolaíoch agus teicneolaíochta ag baint le hábhair mhaighnéadacha nana-scála, toisc go léiríonn a n-airíonna maighnéadacha iompraíochtaí suntasacha difriúla i gcomparáid lena méid toirte, rud a thugann peirspictíochtaí agus feidhmeanna nua1,2,3,4.I measc na n-ábhar nanastruchtúrtha, tá hexaferrite M-cineál SrFe12O19 (SFO) tar éis éirí ina iarrthóir tarraingteach d'iarratais maighnéad buan5.Go deimhin, le blianta beaga anuas, tá go leor oibre taighde déanta ar shaincheapadh ábhair SFO-bhunaithe ar an nanoscale trí éagsúlacht modhanna sintéise agus próiseála chun méid, moirfeolaíocht agus airíonna maighnéadacha a bharrfheabhsú6,7,8.Ina theannta sin, tugadh aird mhór air i dtaighde agus i bhforbairt na gcóras cúplála malairte9,10.Tá a anisotrópacht maighnéadcriostalach ard (K = 0.35 MJ/m3) atá dírithe ar feadh c-ais a laitíse heicseagánach 11,12 mar thoradh díreach ar an gcomhghaol casta idir maighnéadas agus struchtúr criostail, criostalaithe agus méid gráin, moirfeolaíocht agus uigeacht .Dá bhrí sin, is é rialú na saintréithe thuas an bonn chun ceanglais shonracha a chomhlíonadh.Léiríonn Fíor 1 an gnáthghrúpa spáis heicseagánach P63/mmc de SFO13, agus an t-eitleán a fhreagraíonn d'fhrithchaitheamh an staidéir anailíse próifíl líne.
I measc na saintréithe gaolmhara a bhaineann le laghdú ar mhéid na gcáithníní ferromagnetic, tá méadú ar aniseatrópacht mhaighnéadach mar thoradh ar fhoirmiú stát fearainn aonair faoi bhun an luacha chriticiúil (mar gheall ar achar dromchla níos airde go cóimheas toirt), rud a fhágann go bhfuil réimse comhéigeantach14,15 ann.An limistéar leathan faoi bhun na toise criticiúla (DC) in ábhair chrua (tá luach tipiciúil thart ar 1 µm), agus sainmhínítear é leis an méid comhleanúnach (DCOH) mar a thugtar air16: tagraíonn sé seo don mhodh toirte is lú le haghaidh dí-mhignetú sa mhéid comhleanúnach. (DCOH) , Arna chur in iúl mar an méid gníomhachtaithe (VACT) 14. Mar sin féin, mar a thaispeántar i bhFíor 2, cé go bhfuil an méid criostail níos lú ná DC, féadfaidh an próiseas inbhéartaithe a bheith neamhréireach.I gcomhpháirteanna nanacháithníní (NP), braitheann an méid criticiúil aisiompaithe ar an slaodacht maighnéadach (S), agus soláthraíonn a spleáchas ar réimse maighnéadach faisnéis thábhachtach faoi phróiseas aistrithe maighnéadú NP17,18.
Thuas: Léaráid scéimreach d'éabhlóid an réimse comhéigean le méid na gcáithníní, ag taispeáint an phróisis aisiompaithe maighnéadaithe comhfhreagrach (arna oiriúnú ó 15).Seasann SPS, SD, agus MD do stát superparamagnetic, fearann ​​aonair, agus multidomain, faoi seach;Úsáidtear DCOH agus DC le haghaidh trastomhas comhleanúnachais agus trastomhas criticiúil, faoi seach.Bun: Sceitsí de cháithníní de mhéideanna éagsúla, a léiríonn fás criostalaithe ó chriostail singil go polacriostalach.agusléirigh méid criostalaithe agus cáithníní, faoi seach.
Mar sin féin, ar an nanoscale, tá gnéithe casta nua tugtha isteach freisin, mar shampla idirghníomhaíocht maighnéadach láidir idir cáithníní, dáileadh méid, cruth na gcáithníní, neamhord dromchla, agus treo an ais éasca maighnéadaithe, agus déanann gach ceann díobh seo an anailís níos dúshlánaí19, 20 .Bíonn tionchar suntasach ag na heilimintí seo ar dháileadh bacainn fuinnimh agus ní mór breithniú cúramach a dhéanamh orthu, rud a dhéanann difear don mhodh aisiompaithe maighnéadaithe.Ar an mbonn seo, tá sé tábhachtach go háirithe an comhghaol idir an toirt maighnéadach agus an hexaferrite de chineál M nanostructured fisiciúil SrFe12O19 a thuiscint i gceart.Mar sin, mar chóras múnla, d'úsáidamar sraith SFOanna ullmhaithe ag modh sol-ghlóthach ón mbun aníos, agus rinneamar taighde le déanaí.Léiríonn na torthaí roimhe seo go bhfuil méid na criostalaithe sa raon nanaiméadar, agus braitheann sé, mar aon le cruth na criostalaithe, ar an gcóireáil teasa a úsáidtear.Ina theannta sin, braitheann criostalacht samplaí den sórt sin ar an modh sintéise, agus tá gá le hanailís níos mionsonraithe chun an gaol idir criostalaithe agus méid na gcáithníní a shoiléiriú.D'fhonn an gaol seo a nochtadh, trí anailís micreascópachta leictreon tarchurtha (TEM) in éineacht le modh Rietveld agus anailís phróifíl líne ar dhíraonadh púdar X-gha staitistiúil ard, rinneadh anailís chúramach ar na paraiméadair microstructure criostail (ie, criostalaithe agus méid na gcáithníní, cruth). .XRPD) mód.Tá sé mar aidhm ag tréithriú struchtúrach tréithe anisotrópacha na nanocrystallites a fhaightear a chinneadh agus féidearthacht anailíse próifíl líne a chruthú mar theicníc láidir chun buaic-leathnú go raon nanascála na n-ábhar (ferrite) a thréithriú.Faightear amach go mbraitheann dáileadh méid criostalaithe ualaithe toirte G(L) go láidir ar an treo criostalach.San obair seo, léirímid go bhfuil gá le teicnící forlíontacha go deimhin chun paraiméadair a bhaineann le méid a bhaint go cruinn chun cur síos cruinn a dhéanamh ar struchtúr agus ar shaintréithe maighnéadacha samplaí púdair den sórt sin.Rinneadh staidéar freisin ar an bpróiseas maighnéadaithe droim ar ais chun an gaol idir tréithe struchtúr moirfeolaíocha agus iompar maighnéadach a shoiléiriú.
Léiríonn anailís Rietveld ar shonraí díraonta púdar X-gha (XRPD) gur féidir an méid criostalaithe feadh an c-ais a choigeartú trí chóireáil teasa oiriúnach.Léiríonn sé go sonrach gur dócha go bhfuil an buaic-leathnú a breathnaíodh inár sampla mar gheall ar chruth criostalaithe anisotrópach.Ina theannta sin, tá an comhsheasmhacht idir an meántrastomhas arna anailísiú ag Rietveld agus léaráid Williamson-Hall (agusi dTábla S1) go bhfuil na criostalaithe beagnach saor ó bhrú agus níl aon dífhoirmiúchán struchtúrach ann.Díríonn éabhlóid an dáileadh méid criostalaithe feadh treoracha éagsúla ár n-aird ar an méid cáithníní a fhaightear.Níl an anailís simplí, toisc go bhfuil an sampla a fhaightear trí dhóchán spontáineach sol-ghlóthach comhdhéanta de cheirtleáin de cháithníní le struchtúr scagach6,9 ,fiche a haon.Úsáidtear TEM chun staidéar níos mine a dhéanamh ar struchtúr inmheánach an tsampla tástála.Tuairiscítear gnáth-íomhánna réimse geala i bhFíor 3a-c (le haghaidh cur síos mionsonraithe ar an anailís, féach le do thoil ar chuid 2 de na hábhair fhorlíontacha).Is éard atá sa sampla ná cáithníní le cruth píosaí beaga.Nascann na pláitíní le chéile chun comhiomláin phóiriúla de mhéideanna agus de chruthanna éagsúla a dhéanamh.D'fhonn dáileadh méid pláitíní a mheas, rinneadh limistéar 100 cáithníní de gach sampla a thomhas de láimh ag baint úsáide as bogearraí ImageJ.Cuirtear trastomhas an chiorcail choibhéiseach leis an limistéar cáithníní céanna leis an luach ar mhéid ionadaíoch gach píosa tomhaiste.Déantar achoimre ar thorthaí samplaí SFOA, SFOB agus SFOC i bhFíor 3d-f, agus tuairiscítear freisin an meánluach trastomhas.Méadaíonn méadú ar an teocht próiseála méid na gcáithníní agus a leithead dáileacháin.Ón chomparáid idir VTEM agus VXRD (Tábla 1), is féidir a fheiceáil, i gcás samplaí SFOA agus SFOB, go léiríonn meánlíon criostalaithe in aghaidh na gcáithníní nádúr ilchriostalach na lamellae seo.I gcodarsnacht leis sin, tá méid na gcáithníní de SFOC inchomparáide leis an meánmhéid criostalaithe, rud a léiríonn gur criostail aonair an chuid is mó de na lamellae.Cuirimid in iúl go bhfuil méideanna dealraitheacha díraonta TEM agus X-gha difriúil, mar gheall ar an dara ceann, táimid ag tomhas an bhloc scaipthe comhleanúnach (d'fhéadfadh sé a bheith níos lú ná an gnáth-flake): Ina theannta sin, tá treoshuíomh earráide beag na scaipthe seo. déanfar fearainn a ríomh trí dhíraonadh .
Léiríonn na híomhánna geal-réimse TEM de (a) SFOA, (b) SFOB agus (c) SFOC go bhfuil siad comhdhéanta de cháithníní a bhfuil cruth pláta-chosúil orthu.Taispeántar na dáiltí méide comhfhreagracha i histeagram an phainéil (df).
Mar a thugamar faoi deara freisin san anailís roimhe seo, cruthaíonn na criostalaithe sa sampla púdar fíor córas ildisperse.Ós rud é go bhfuil an modh X-gha an-íogair don bhloc scaipthe comhleanúnach, tá gá le hanailís críochnúil ar na sonraí díraonta púdair chun cur síos a dhéanamh ar na nanastruchtúir fhíneáil.Anseo, pléitear méid na gcriostal trí thréithriú na feidhme dáileadh méid criostalaithe ualaithe toirte G(L)23, ar féidir é a léirmhíniú mar an dlús dóchúlachta a bhaineann le criostalaithe de chruth agus de mhéid toimhdithe a aimsiú, agus tá a meáchan comhréireach leis. é.Toirt, sa sampla a ndearnadh anailís air.Le cruth criostalaithe prismatic, is féidir an meánmhéid criostalaithe ualaithe toirte (meánfhad taobh sna treoracha [100], [110] agus [001]) a ríomh.Dá bhrí sin, roghnaigh muid na trí shampla SFO go léir le méideanna cáithníní éagsúla i bhfoirm calóga anisotrópacha (féach Tagairt 6) chun éifeachtacht an nós imeachta seo a mheas chun dáileadh cruinn méid criostalaithe a fháil ar ábhair nana-scála.D'fhonn treoshuíomh anisotrópach na gcriostala ferrite a mheas, rinneadh anailís phróifíl líne ar shonraí XRPD na beanna roghnaithe.Ní raibh díraonadh áisiúil (íon) ord níos airde sna samplaí SFO a tástáladh ón tsraith chéanna eitleáin chriostail, agus mar sin níorbh fhéidir an ranníocaíocht leathnaithe líne a scaradh ón méid agus an saobhadh.Ag an am céanna, is dóichí go mbeidh an leathnú breathnaithe ar na línte díraonta mar gheall ar an éifeacht mhéid, agus déantar an cruth criostalaithe meán a fhíorú trí anailís a dhéanamh ar roinnt línte.Déanann Fíor 4 comparáid idir an fheidhm dáileadh méid criostalaithe ualaithe toirte G(L) feadh na treorach criostalagrafach sainithe.Is é an fhoirm tipiciúil de dháileadh méid crystallite ná dáileadh lognormal.Tréith amháin de gach dáileadh méide faighte ná a n-aonmhodúlacht.I bhformhór na gcásanna, is féidir an dáileadh seo a chur i leith roinnt próiseas foirmithe cáithníní sainithe.Tá an difríocht idir meánmhéid ríofa an bhuaic roghnaithe agus an luach a bhaintear as an mionchoigeartú Rietveld laistigh de raon inghlactha (ag cur san áireamh go bhfuil na nósanna imeachta um chalabrú ionstraime difriúil idir na modhanna seo) agus tá sé mar an gcéanna leis an gcéanna ón tsraith chomhfhreagrach plánaí le Debye Tá an meánmhéid a fhaightear comhsheasmhach le cothromóid Scherrer, mar a thaispeántar i dTábla 2. Tá treocht meánmhéid criostalaithe toirte an dá theicnící samhaltú éagsúla an-chosúil, agus tá an diall ar an méid iomlán an-bheag.Cé go bhféadfadh easaontais a bheith ann le Rietveld, mar shampla, i gcás machnaimh (110) SFOB, d'fhéadfadh sé a bheith bainteach le cinneadh ceart an chúlra ar an dá thaobh den mhachnamh roghnaithe ag fad 1 céim 2θ i ngach ceann. treo.Mar sin féin, deimhníonn an comhaontú sármhaith idir an dá theicneolaíocht ábharthacht an mhodha.Ón anailís ar leathnú buaic, is léir go bhfuil spleáchas sonrach ag an méid feadh [001] ar an modh sintéise, rud a fhágann go gcruthófar criostalaithe flaky i SFO6,21 arna shintéisiú ag sol-ghlóthach.Osclaíonn an ghné seo an bealach chun an modh seo a úsáid chun nanocrystals a dhearadh le cruthanna fabhracha.Mar is eol dúinn go léir, is é struchtúr casta criostail SFO (mar a thaispeántar i bhFíor 1) croílár iompar ferromagnetic SFO12, agus mar sin is féidir na saintréithe cruth agus méid a choigeartú chun dearadh an tsampla a uasmhéadú d'iarratais (mar shampla buan. maighnéad gaolmhar).Cuirimid in iúl gur bealach cumhachtach é anailís ar mhéid criostalaithe chun cur síos a dhéanamh ar anisotrópacht cruthanna criostalaithe, agus neartaíonn sé na torthaí a fuarthas roimhe seo a thuilleadh.
(a) SFOA, (b) SFOB, (c) Frithchaitheamh roghnaithe SFOC (100), (110), (004) dáileadh méid criostalaithe ualaithe de réir toirte G(L).
D'fhonn éifeachtúlacht an nós imeachta a mheas chun dáileadh beacht criostalaithe ábhair nana-phúdar a fháil agus é a chur i bhfeidhm ar nanastruchtúir casta, mar a thaispeántar i bhFíor 5, tá sé fíoraithe againn go bhfuil an modh seo éifeachtach maidir le hábhair nana-chomhchodacha (luachanna ainmniúla).Tá cruinneas an cháis comhdhéanta de SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w %).Tá na torthaí seo comhsheasmhach go hiomlán le hanailís Rietveld (féach an fotheideal i bhFíor 5 le haghaidh comparáide), agus i gcomparáid leis an gcóras aonchéime, is féidir le nanocrystals SFO aird a tharraingt ar mhoirfeolaíocht níos cosúil le pláta.Táthar ag súil go gcuirfidh na torthaí seo an anailís phróifíle líne seo i bhfeidhm ar chórais níos casta inar féidir le roinnt céimeanna criostail éagsúla forluí gan faisnéis a chailliúint faoina struchtúir faoi seach.
An dáileadh méid criostalaithe ualaithe ó thaobh toirte G(L) de mhachnamh roghnaithe SFO ((100), (004)) agus CFO (111) i nana-chomhábhair;chun comparáid a dhéanamh, is iad na luachanna comhfhreagracha anailíse Rietveld ná 70(7), 45(6) agus 67(5) nm6.
Mar a thaispeántar i bhFíor 2, tá cinneadh méid an fhearainn maighnéadach agus meastachán ceart an toirte fisiceach mar bhunús chun cur síos a dhéanamh ar chórais chasta den sórt sin agus chun tuiscint shoiléir a fháil ar an idirghníomhaíocht agus an t-ord struchtúrach idir cáithníní maighnéadacha.Le déanaí, rinneadh staidéar mionsonraithe ar iompar maighnéadach samplaí SFO, agus aird ar leith á tabhairt ar phróiseas aisiompaithe maighnéadaithe, chun staidéar a dhéanamh ar an gcomhpháirt do-aisiompaithe den so-ghabháltacht maighnéadach (χirr) (is sampla é Fíor S3 de SFOC)6.D'fhonn tuiscint níos doimhne a fháil ar an meicníocht aisiompaithe maighnéadaithe sa nanachóras seo atá bunaithe ar ferrite, rinneamar tomhas maolaithe maighnéadach sa réimse droim ar ais (HREV) tar éis sáithiú i dtreo áirithe.Smaoinigh ar \(M\clé(t\deas)\proptoSln\clé(t\deas)\) (féach Fíor 6 agus ábhar forlíontach le haghaidh tuilleadh sonraí) agus ansin faigh an méid gníomhachtaithe (VACT).Toisc gur féidir é a shainmhíniú mar an toirt is lú ábhair is féidir a aisiompú go comhleanúnach i gcás, is ionann an paraiméadar seo agus an toirt “mhaighnéadach” a bhaineann leis an bpróiseas aisiompaithe.Freagraíonn ár luach VACT (féach Tábla S3) le sféar le trastomhas de thart ar 30 nm, a shainmhínítear mar an trastomhas comhleanúnach (DCOH), a chuireann síos ar an teorainn uachtarach ar aisiompú maighnéadaithe an chórais trí rothlú comhleanúnach.Cé go bhfuil difríocht mhór i méid fisiceach na gcáithníní (tá SFOA 10 n-uaire níos mó ná SFOC), tá na luachanna seo seasmhach agus beag, rud a léiríonn go bhfuil meicníocht aisiompaithe maighnéadaithe na gcóras go léir fós mar a chéile (ag teacht leis an méid a éilíonn muid. an córas fearainn aonair) 24 .Sa deireadh, tá méid fisiciúil i bhfad níos lú ag VACT ná anailís XRPD agus TEM (VXRD agus VTEM i dTábla S3).Mar sin, is féidir linn a thabhairt i gcrích nach dtarlaíonn an próiseas aistrithe ach trí rothlú comhleanúnach.Tabhair faoi deara go dtugann na torthaí a fhaightear trí úsáid a bhaint as maighnéadiméadar éagsúla (Fíor S4) luachanna DCOH atá sách cosúil le chéile.Maidir leis seo, tá sé an-tábhachtach trastomhas criticiúil cáithnín fearainn aonair (DC) a shainiú chun an próiseas aisiompaithe is réasúnta a chinneadh.De réir ár n-anailís (féach ábhar forlíontach), is féidir linn a thuiscint go bhfuil meicníocht uainíochta neamhchomhleanúnach i gceist leis an VACT a fhaightear, toisc go bhfuil an DC (~0.8 µm) i bhfad ó DC (~0.8 µm) ár gcáithníní, is é sin, an nach bhfuil foirmiú na ballaí fearainn Ansin fuair tacaíocht láidir agus a fuarthas cumraíocht fearainn amháin.Is féidir an toradh seo a mhíniú trí fhoirmiú an fhearainn idirghníomhaíochta25, 26. Glacaimid leis go nglacann criostalite aonair páirt i bhfearann ​​idirghníomhaíochta, a shíneann go cáithníní idirnasctha de bharr mhicreastruchtúr ilchineálach na n-ábhar seo27,28.Cé nach bhfuil modhanna X-gha ach íogair do mhicreastruchtúr fíneáil na bhfearann ​​​​(micreacriostail), soláthraíonn tomhais scíthe maighnéadacha fianaise ar fheiniméin chasta a d'fhéadfadh tarlú i SFOanna nanastruchtúrtha.Dá bhrí sin, trí mhéid nanaiméadar na ngrán SFO a bharrfheabhsú, is féidir cosc ​​a chur ar aistriú chuig an bpróiseas inbhéartaithe ilfhearainn, agus ar an gcaoi sin coercivity ard na n-ábhar seo a chothabháil.
(a) Cuar maighnéadaithe am-spleách SFOC arna thomhas ag luachanna éagsúla HREV réimse droim ar ais tar éis sáithiú ag-5 T agus 300 K (arna léiriú in aice leis na sonraí turgnamhacha) (gnáthaítear maighnéadú de réir mheáchan an tsampla);ar mhaithe le soiléireacht, Léiríonn an inset na sonraí turgnamhacha de 0.65 T réimse (ciorcal dubh), a bhfuil an oiriúnach is fearr (líne dearg) (tá maighnéadú normalaithe go dtí an luach tosaigh M0 = M(t0));(b) is é an slaodacht mhaighnéadach comhfhreagrach (S) inbhéartach feidhm SFOC A den réimse (tá an líne mar threoir don tsúil);(c) scéim meicníochta gníomhachtaithe le sonraí scála faid fisiciúil/maighnéadach.
Go ginearálta, d'fhéadfadh aisiompú maighnéadaithe tarlú trí shraith de phróisis áitiúla, mar shampla núicléasú balla fearainn, iomadú, agus feannadh agus dí-phionnáil.I gcás cáithníní fearrite aon-fhearainn, tá an mheicníocht gníomhachtaithe trí mheán núiclithe agus spreagtha ag athrú maighnéadaithe atá níos lú ná an méid iomlán aisiompaithe maighnéadach (mar a thaispeántar i bhFíor 6c)29.
Tugann an bhearna idir an maighnéadas criticiúil agus an trastomhas fisiceach le tuiscint go bhfuil an modh incoherent ina imeacht comhleanúnach d'aisiompú fearainn maighnéadach, a d'fhéadfadh a bheith mar gheall ar neamhaonchineálacht ábhartha agus míchothromacht dromchla, a thagann chun bheith comhghaolaithe nuair a mhéadaíonn méid na gcáithníní 25, rud a fhágann go bhfuil diall ó. stát maighnéadú aonfhoirmeach.
Mar sin, is féidir linn a thabhairt i gcrích, sa chóras seo, go bhfuil an próiseas aisiompaithe maighnéadaithe an-chasta, agus tá ról lárnach ag na hiarrachtaí chun an méid ar scála nanaiméadar a laghdú san idirghníomhaíocht idir micreastruchtúr an ferrite agus an maighnéadas..
Is é tuiscint a fháil ar an gcaidreamh casta idir struchtúr, foirm agus maighnéadas an bonn chun feidhmchláir sa todhchaí a dhearadh agus a fhorbairt.Dhearbhaigh an anailís phróifíl líne ar an bpatrún XRPD roghnaithe de SrFe12O19 cruth anisotrópach na nanocrystals a fhaightear ag ár modh sintéise.In éineacht le hanailís TEM, cruthaíodh nádúr polycrystalline an cháithnín seo, agus deimhníodh ina dhiaidh sin go raibh méid an SFO a ndearnadh iniúchadh air san obair seo níos ísle ná an trastomhas fearainn aonair ríthábhachtach, in ainneoin an fhianaise ar fhás criostalach.Ar an mbonn seo, molaimid próiseas maighnéadaithe do-aisiompaithe bunaithe ar fhoirmiú fearainn idirghníomhaíochta comhdhéanta de chriostalacha idirnasctha.Cruthaíonn ár dtorthaí an comhghaol dlúth idir deilbhíocht na gcáithníní, an struchtúr criostail agus an méid criostalaithe atá ann ag leibhéal na nanaiméadar.Tá sé mar aidhm ag an staidéar seo an próiseas maighnéadaithe droim ar ais d'ábhair mhaighnéadacha crua nanostructured a shoiléiriú agus ról na saintréithe microstructure a chinneadh san iompar maighnéadach mar thoradh air.
Rinneadh na samplaí a shintéisiú agus úsáid á baint as aigéad citreach mar oibreán/breosla chelating de réir an mhodha dócháin spontáineach sol-ghlóine, a thuairiscítear i dTagairt 6. Rinneadh na coinníollacha sintéise a bharrfheabhsú chun trí mhéideanna éagsúla de shamplaí a fháil (SFOA, SFOB, SFOC), a bhí. a fhaightear trí chóireálacha annealaithe cuí ag teochtaí éagsúla (1000, 900, agus 800 ° C, faoi seach).Déanann Tábla S1 achoimre ar na hairíonna maighnéadacha agus faightear amach go bhfuil siad sách cosúil.Ullmhaíodh an nanach-chomhchodach SrFe12O19/CoFe2O4 40/60 w/w% ar an mbealach céanna freisin.
Rinneadh an patrún díraonta a thomhas ag baint úsáide as radaíocht CuKα (λ = 1.5418 Å) ar an diffractometer púdar Bruker D8, agus socraíodh leithead slit an bhrathadóra go 0.2 mm.Úsáid cuntar VANTEC chun sonraí a bhailiú sa raon 2θ 10-140°.Coinníodh an teocht le linn taifeadta sonraí ag 23 ± 1 °C.Déantar an machnamh a thomhas trí theicneolaíocht céim agus scanadh, agus is é 0.013 ° (2theta) fad céim na samplaí tástála go léir;is é buaicluach uasta an achair tomhais ná -2.5 agus + 2.5° (2theta).I gcás gach buaic, ríomhtar iomlán de 106 quanta, agus don eireaball tá thart ar 3000 quanta.Roghnaíodh roinnt buaiceanna turgnamhacha (scartha nó forluite go páirteach) le haghaidh tuilleadh anailíse comhuaineach: (100), (110) agus (004), a tharla ag uillinn Bragg gar d'uillinn Bragg den líne chlárúcháin SFO.Ceartaíodh an déine turgnamhach le haghaidh fachtóir polaraithe Lorentz, agus baineadh an cúlra le hathrú líneach glactha.Baineadh úsáid as an gcaighdeán NIST LaB6 (NIST 660b) chun an uirlis a chalabrú agus chun leathnú speictreach a dhéanamh.Bain úsáid as modh díraonta LWL (Louer-Weigel-Louboutin) 30,31 chun línte díraonta íon a fháil.Cuirtear an modh seo i bhfeidhm sa chlár anailíse próifíle PROFIT-software32.Ó fheistiú sonraí déine tomhaiste an tsampla agus an caighdeán leis an bhfeidhm pseudo Voigt, baintear an líne chomhrianach cheart f(x) amach.Cinntear feidhm dáileadh méide G(L) ó f(x) tríd an nós imeachta a chuirtear i láthair i dTagairt 23 a leanúint. Le haghaidh tuilleadh sonraí, féach le do thoil don ábhar forlíontach.Mar fhorlíonadh ar an anailís phróifíl líne, úsáidtear an clár FULLPROF chun anailís Rietveld a dhéanamh ar shonraí XRPD (is féidir sonraí a fháil i Maltoni et al. 6).I mbeagán focal, i múnla Rietveld, déantar cur síos ar na beanna díraonta ag feidhm pseudo Voigt modhnaithe Thompson-Cox-Hastings.Rinneadh mionchóiriú LeBail ar na sonraí ar chaighdeán NIST LaB6 660b chun rannchuidiú na hionstraime le buaic-leathnú a léiriú.De réir an FWHM ríofa (leithead iomlán ag leath na buaic-déine), is féidir an chothromóid Debye-Scherrer a úsáid chun meánmhéid ualaithe toirte an fhearainn criostalach scaipthe scaipthe a ríomh:
I gcás inarb é λ an tonnfhad radaíochta X-gha, is é K an fachtóir cruth (0.8-1.2, de ghnáth comhionann le 0.9), agus is é θ uillinn Bragg.Baineann sé seo le: an frithchaitheamh roghnaithe, an tacar plánaí comhfhreagrach agus an patrún iomlán (10-90°).
Ina theannta sin, úsáideadh micreascóp Philips CM200 a oibríonn ag 200 kV agus a bhí feistithe le filiméad LaB6 le haghaidh anailíse TEM chun faisnéis a fháil faoi mhoirfeolaíocht na gcáithníní agus dáileadh méide.
Déantar tomhas scíthe maighnéadaithe ag dhá ionstraim éagsúla: Córas Tomhais Maoine Fisiceach (PPMS) ó Mhaighnéadiméadar Samplach Quantum Design-Vibrating (VSM), atá feistithe le maighnéad sársheoltach 9 T, agus Samhail MicroSense 10 VSM le leictreamaighnéad.Is é 2 T an réimse, tá an sampla sáithithe sa réimse (μ0HMAX: -5 T agus 2 T, faoi seach do gach ionstraim), agus ansin cuirtear an réimse droim ar ais (HREV) chun an sampla a thabhairt isteach sa limistéar lasc (in aice le HC ), agus ansin an Tá an meath maighnéadú taifeadta mar fheidhm ama thar 60 nóiméad.Déantar an tomhas ag 300 K. Déantar an méid gníomhachtaithe comhfhreagrach a mheas bunaithe ar na luachanna tomhaiste sin a thuairiscítear san ábhar forlíontach.
Muscas, G., Yaacoub, N. & Peddis, D. Suaitheadh ​​maighnéadach in ábhair nanastruchtúrtha.Sa nanastruchtúr maighnéadach nua 127-163 (Elevier, 2018).https://doi.org/10.1016/B978-0-12-813594-5.00004-7.
Mathieu, R. agus Nordblad, P. Iompar maighnéadach comhchoiteann.I dtreocht nua maighnéadas nanacháithníní, leathanaigh 65-84 (2021).https://doi.org/10.1007/978-3-030-60473-8_3 .
Dormann, JL, Fiorani, D. & Tronc, E. Suaimhniú maighnéadach i gcórais cháithníní mín.Dul chun cinn san Fhisic Cheimiceach, lgh. 283-494 (2007).https://doi.org/10.1002/9780470141571.ch4.
Sellmyer, DJ, etc. Struchtúr nua agus fisic na nanomagneets (cuireadh).J. Fisic Feidhmchláir 117, 172 (2015).
de Julian Fernandez, C. etc. Athbhreithniú téamach: an dul chun cinn agus na hionchais a bhaineann le feidhmchláir bhuan-mhaighnéad heicsifearrite crua.J. Fisic.D. Cuir isteach ar Fhisic (2020).
Maltoni, P. srl. Trí shintéis agus airíonna maighnéadacha SrFe12O19 nanocrystals a bharrfheabhsú, úsáidtear nanacomposites dé-mhaighnéadacha mar mhaighnéid bhuan.J. Fisic.D. Iarratas ar Fhisic 54, 124004 (2021).
Saura-Múzquiz, M. etc. Soiléiriú a dhéanamh ar an ngaol idir deilbhíocht nanacháithníní, struchtúr núicléach/maighnéadach agus airíonna maighnéadacha maighnéid sintéaraithe SrFe12O19.Nana 12, 9481–9494 (2020).
Petrecca, M. etc. Optamaigh airíonna maighnéadacha ábhar crua agus bog chun maighnéid bhuana earraigh malairte a tháirgeadh.J. Fisic.D. Iarratas ar Fhisic 54, 134003 (2021).
Maltoni, P. etc. Coigeartaigh airíonna maighnéadacha nanastruchtúir chrua-bhog SrFe12O19/CoFe2O4 trí chomhdhéanamh/cúpláil chéim.J. Fisic.Ceimic C 125, 5927–5936 (2021).
Maltoni, P. etc. Déan iniúchadh ar chúpláil mhaighnéadach agus mhaighnéadach nana-chomhdhéanta SrFe12O19/Co1-xZnxFe2O4.J. Mag.Mag.alma mater.535, 168095 (2021).
Pullar, RC Heicseagánach ferrites: Forbhreathnú ar shintéis, feidhmíocht agus cur i bhfeidhm criadóireacht heicseagánach.Cuir in eagar.alma mater.eolaíocht.57, 1191–1334 (2012).
Momma, K. & Izumi, F. VESTA: Córas léirshamhlaithe 3D le haghaidh anailíse leictreonach agus struchtúrach.J. Criostalagrafaíocht Próisis Fheidhmeach 41, 653-658 (2008).
Peddis, D., Jönsson, PE, Laureti, S. & Varvaro, G. Idirghníomhú maighnéadach.Teorainneacha sa Naineolaíocht, lgh. 129-188 (2014).https://doi.org/10.1016/B978-0-08-098353-0.00004-X .
Li, Q. srl. An comhghaol idir struchtúr méid/fearainn na nanacháithníní Fe3O4 atá an-criostalach agus airíonna maighnéadacha.eolaíocht.Ionadaí 7, 9894 (2017).
Coey, JMD Ábhair mhaighnéadacha agus maighnéadacha.(Cambridge University Press, 2001).https://doi.org/10.1017/CBO9780511845000 .
Lauretti, S. et al.Idirghníomhaíocht mhaighnéadach i gcomhpháirteanna nanacháithníneacha atá brataithe le silica de nanacháithníní CoFe2O4 le haiseatrópacht mhaighnéadach ciúbach.Nanaitheicneolaíocht 21, 315701 (2010).
O'Grady, K. & Laidler, H. Teorainneacha ar chúinsí taifeadta maighnéadacha-meáin.J. Mag.Mag.alma mater.200, 616–633 (1999).
Lavorato, GC etc. Feabhsaítear an t-idirghníomhú maighnéadach agus bacainn fuinnimh i nanacháithníní dé-mhaighnéadacha croí/bhlaosc.J. Fisic.Ceimic C 119, 15755–15762 (2015).
Peddis, D., Canna, C., Musinu, A. & Piccaluga, G. Airíonna maighnéadacha na nanacháithníní: thar an tionchar a imirt ar mhéid na gcáithníní.Ceimic euro amháin.J. 15, 7822–7829 (2009).
Eikeland, AZ, Stingaciu, M., Mamakhel, AH, Saura-Múzquiz, M. & Christensen, M. Feabhas a chur ar airíonna maighnéadacha trí mhoirfeolaíocht nanocrystals SrFe12O19 a rialú.eolaíocht.Ionadaí 8, 7325 (2018).
Schneider, C., Rasband, W. agus Eliceiri, K. NIH Íomhá go ImageJ: 25 bliain d'anailís íomhá.A. Nat.Modh 9, 676–682 (2012).
Le Bail, A. & Louër, D. Smoothness agus bailíocht dáileadh méid crystallite in anailís phróifíl X-gha.J. Criostalagrafaíocht Próisis Fheidhmeach 11, 50-55 (1978).
Gonzalez, JM, etc. Slaodacht maighnéadach agus microstructure: spleáchas méid na gcáithníní ar an méid gníomhachtaithe.J. Fisic Fheidhmeach 79, 5955 (1996).
Vavaro, G., Agostinelli, E., Testa, AM, Peddis, D. agus Laureti, S. i dtaifeadadh maighnéadach ultra-ard-dlúis.(Jenny Stanford Press, 2016).https://doi.org/10.1201/b20044.
Hu, G., Thomson, T., Rettner, CT, Raoux, S. & Terris, BD Co∕Pd nanastruchtúir agus aisiompú maighnéadaithe scannáin.J. Fisic Iarratais 97, 10J702 (2005).
Khlopkov, K., Gutfleisch, O., Hinz, D., Müller, K.-H.& Schultz, L. Éabhlóid an fhearainn idirghníomhaíochta i maighnéad Nd2Fe14B mínghráinneach uigeach.J. Fisic Feidhmchláir 102, 023912 (2007).
Mohapatra, J., Xing, M., Elkins, J., Beatty, J. & Liu, JP Ardú maighnéadach ag brath ar mhéid i nanacháithníní CoFe2O4: éifeacht tilt casadh dromchla.J. Fisic.D. Iarratas ar Fhisic 53, 504004 (2020).