بررسی خواص ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی نانوذرات فریت بیسموت آلاییده شده با عنصر گادولونیوم سنتز شده به روش هم رسوبی
چکیده
فریت بیسموت (bifeo3 (bfo را می توان تنها اکسید مولتی فروییک دانست که در دمای محیط می تواند دو خاصیت مغناطیسی ضعیف و فروالکتریکی قوی را همزمان از خود نشان دهد. به دلیل خواص مغناطیسی ضعیف این ماده، در سالهای اخیر پژوهشگران شروع به تحقیقات گسترده در زمینه افزایش خواص مغناطیسی و همچنین بهبود خواص دی الکتریک این ماده نموده اند که از آن جمله می توان به آلاییدن عناصر شبکه فریت بیسموت با عناصر دیگر نظیر عناصر کمیاب خاکی اشاره کرد. گادولونیوم یکی از عناصر کمیاب خاکی می باشد که در این تحقیق تاثیر آن بر فریت بیسموت مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق نانـوبلورهای سرامیـکی فریت بیـسموت آلاییـده شده با عنصر گادولونیـوم با فرمـول عـمومـی bi(1-x)gdxfeo3 و (x=0,0.05, 0.10, 0.15) به روش هم رسوبی شیمیایی در دمای محیط سنتز گردید و سپس با استفاده از دو روش تف جوشی معمولی و تف جوشی ماکروویو نمونه های حجیم ساخته شد. خواص ساختاری و خواص مغناطیسی ماده به ترتیب با استفاده از آزمون پراش اشعه ایکس و دستگاه مغناطش متر لرزشی مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج بررسی ساختاری نشان داد افزودن گادولونیوم تا مقدار حدود x=0.10 تقریبا باعث حذف فازهای ناخالصی غنی از آهن و بیسموت در کنار تشکیل فاز اصلی می-گردد. همچنین افزایش مقدار x تا 0.15، باعث شروع تغییر ساختار کریستالی ماده از رومبوهدرال به اورتورمبیک خواهد گردید. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی تحت گسیل میدانی نشان داد، تف جوشی به روش ماکروویو باعث جلوگیری از رشد بی رویه دانه ها، که عامل مخرب در خواص دی الکتریک ماده به شمار مید آید، گردیده است. بررسی های مغناطیسی نیز نشان داد که افزودن گادولونیوم تا 5 برابر باعث بهبود مغناطش اشباع ماده شده است، بطوریکه از(emu/g) 13/0 برای نمونه خالص تا حدود (emu/g) 63/0 برای نمونه bi0.85gd0.15feo3 افزایش یافته است.