بررسی آلایش وانادیوم و کلسیم بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات گارنت x=y= 0, 0.1, 0.2) Y3-xCaxFe5-yVyO12)

در این پژوهش، نانوذرات گارنت ایتریوم-آهن با فرمول y=0, 0.1, 0.2)=x (Y3-xCaxFe5-yVyO12; به روش سل-ژل احتراقی ساخته شد. نانوذرات ساخته شده با استفاده از XRD، FESEM، AGFM و ترازوی فارادی بررسی شدند. طیف XRD برای نمونه ها نشان داد نانوپودرها دارای ساختار بلوری مکعبی هستند و فاز مورد انتظار گارنت در دمای C° 1200 بطور کامل تشکیل شده است. متوسط اندازه دانه ها با استفاده از داده های XRD و فرمول شرر nm 39 بدست آمد. تصاویر FESEM نیز نشان می دهد که پس از پخت اندازه ذرات از حد نانو بزرگتر شده و حضور عناصر جانشانی شده موجب کاهش دمای پخت می شود. منحنی مغناطش نمونه ها نیز نشان داد که جانشانی وانادیوم و کلسیم به عنوان یون های غیرمغناطیسی به جای آهن در ساختار گارنت موجب کاهش مغناطش می شود. زیرا جایگاه های چهاروجهی d24 توسط وانادیوم اشغال می شود که موجب می شود Jad اندرکنش غالب درون شبکه ای در زیرشبکه ها باشد. همچنین نتایج نشان می دهد که دمای کوری نیز با افزایش وانادیوم و کم شدن تعداد پیوندهای Fe3+-O2+-Fe3+ کاهش می یابد. اما جانشانی هم زمان وانادیم و کلسیم موجب افزایش دمای کوری می شود، زیرا جانشانی کلسیم باعث قوی تر شدن پیوندهای کاتیون آهن و اکسیژن می شود. به عبارتی افزایش دمای کوری می تواند ناشی از اعوجاجات ساختاری ثابت شبکه به دلیل جانشانی یون های بزرگ کلسیم به جای آهن باشد.