بررسی اثر دمای تکلیس بر خواص فیزیکی و مغناطیسی نانوذرات کبالت عریان و با پوشش سیلیکا

نویسندگان

1 دانشگاه بیرجند

2 دانشگاه کارنگی ملون

چکیده

در این مقاله به ­منظور بررسی تأثیر دمای تکلیس بر خواص ساختاری و مغناطیسی نانوذرات کبالت، نمونه­هایی با استفاده از روش همرسوبی در دماهای تکلیس متفاوت تهیه شده­اند. نانوذرات کبالت با استفاده از روش همرسوبی در محیط قلیایی هیدرازین- اتانول در دمای اتاق تهیه شدند، که در آنها از هیدرازین به عنوان عامل جدا کننده استفاده شده است. این عامل نمک­های کبالت را به نانوذرات کبالت فاز hcp < /span> و fcc تبدیل می­کند. تعیین فاز و بررسی خواص ساختاری نمونه­ها با استفاده از الگوهای پراش پرتو ایکس (XRD)، تشکیل فاز ششگوشی را برای نانوذرات کبالت تأیید می­کند. برای تعیین اندازه و شکل نانوذرات از میکروسکوپ الکترونی عبوری TEM)) استفاده شد. خواص مغناطیسی این نانوذرات نیز در دمای اتاق به­وسیله­ی مغناطیس­سنج با نمونه­ی ­نوسانی (VSM) اندازه­گیری شد و نشان داد که این نانوذرات در دمای اتاق خاصیت فرومغناطیسی دارند. علاوه بر آن در این مقاله نانوذرات کبالت با پوشش سیلیس با استفاده از روش شیمیایی مرطوب تهیه شدند. تصاویر TEM قطر هسته­های کبالت را 20-17 نانومتر نشان داد که با لایه­ای از سیلیس به ضخامت 7-5 نانومتر احاطه شده­اند. منحنی پسماند نانو­ذرات کبالت با پوشش سیلیس دارای مغناطش اشباع emu/gr 17 در Oe 10000 است که بسیار کمتر از مقدار مغناطش اشباع نانو­ذرات کبالت می­باشد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study the effect of calcination temperature on physical and magnetic properties of bare cobalt nanoparticles and that coated with silica shell

چکیده [English]

In this paper, in order to investigation the effect of calcination temperature on the structural and magnetic properties of cobalt nanoparticles, samples have been prepared by Co-precipitation method at different calcination temperature. Cobalt nanoparticles have been prepared by Co-precipitation method at room temperature using hydrazine as reducing in ethanol hydrazine alkaline environment. This agent reduces cobalt salts to Cobalt nanoparticles in FCC and HCP phases. Phase analysis and investigation of Structural properties of the samples using X-ray diffraction patterns (XRD) confirm the formation of hexagonal phases of Co nanoparticles. Transmission electron microscopy (TEM) was used for determining the size and shape morphology of nanoparticles. Magnetic properties of these nanoparticles have been investigated using a Vibrating sample magnetometer (VSM). The results indicate that these nanoparticles are ferromagnetic at room temperature. In addition, in this paper Co nanoparticles coated with silica shell have been prepared by the wet chemical method. TEM images showed the cobalt core with average diameter of 17-20 nm coated by a silica shell with thickness of 5-7nm. Hysteresis Loop of these Co nanoparticles coated by silica shell illustrates 16.9 emu/gr for saturation magnetization at 10000 (Oe), which is much less than that of Cobalt nanoparticles

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoparticles
  • Co
  • coprecipitation
  • silica coated
  • ferromagnetism
[1] M.L.Wagner, L.D. Schmidt, J. Phys. Chem. 99 (1995) 805.

[2] S.W. Moore, Sol. Energy Mater. 12 (1985) 435.

[3] M. Ozaki, Mater. Res. Soc. Bull. 14 (1989) 35.

[4] F. Guo, H. Zheng, Z. Yang, Y. Qian, J. of Materials Letters 56 (2002) 906–909.

[5] Y. Zhu, H. Zheng, Q. Yang, A. Pan, Z. Yang, Y. Qian, J. of Crystal Growth 260 (2004) 427–434.

[6] V.F. Puntes, K.M. Kishnan, A.P. Alivisatos, Science 291 (2001) 2115.

[7] D.P. Dinega, M.G. Bawendi, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 38 (1999) 1788.

[8] X.L. Dong, C.J. Choi, B.K. Kim, Scripta Mater. 47 (2002) 857.

[9] C. J. Fernandez , D. Niznansky, N. Viart, J. L. Rehspringer, J. Sol-Gel Sci. Technol. 8 (1997) 615.

[10] J. F. Loffler, H. B. Braun, W. Wagner, G. Kostorz, A. Wiedenmann, Mater. Sci. Eng. A 304 (2001) 1050.

[11] Y. D. Zhang, J. I. Budnick, W. A. Hines, S. A. Majetich, E. M. Kirkpatrick, Appl. Phys.Lett. 76 (2000) 94.

[12] Y. D. Zhang, S. H. Wang, D. T. Xiao, US Patent Appl. No. 60 (2000) 243649.

[13] V. Salgueirino-Maceira, M. Correa-Duartec, J. Mater. Chem 16 )2006 (3593–3597.

[14] Y. Kobayashi, M. Horie, M. Konno, B. Rodriguez-Gonzalez, L. M. Liz-Marzan, J. Phys. Chem. B 107 (2003) 7420-7425.

[15] A.S. Eggeman, A.K. Petford-Long, P.J. Dobson, J. Wiggins, T. Bromwich, R. Dunin-





Borkowski, T. Kasama, J. of Magnetism and Magnetic Materials 301 (2006) 336–342.

[16] V. Salgueirino-Maceira , M. Correa-Duartec, A. Huchtd, M. Farled. J. of Magnetism and Magnetic Materials 303 (2006) 163–166.

[17] D.H. Qin, L. Cao, Q.Y. Sun, Y. Huang, H.L. Li, Chem. Phys. Lett. 358 (2002) 484.