Cu1-xZnxFe2O4和Cu0.5-xNi0.5ZnxFe2O4材料的结构、磁性和阳离子分布研究

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铁氧体是具有亚铁磁性的过渡族金属氧化物。具有电阳率高、居里温度高、磁矫顽力小、涡旋电流低、介电损耗低、耐高温、耐腐蚀及化学性能稳定好等优良的性质。当今,铁氧体己广泛应削在信息存储、微波设备等电子领域。
　　尖晶石型铁氧体MFe2O4具有立方晶体结构,其中O离子排列成面心立方结构,(A)位处于由4个近邻O离子形成的四面体中心,[B]位处于由6个近邻O离子形成的八面体中心。对于尖晶石型铁氧体的阳离子分布,传统的研究方法主要有X-射线衍射(XRD)、穆斯堡尔谱和X射线吸收精细结构(EXAFS)等。
　　本文中,我们用化学共沉淀法制备了Cu1-xZnxFe2O4(0.0≤x≤1.0)和Cu0.5-xNi0.5ZnxFe2O4(0.0≤x≤0.5)两个系列样品。我们使用X射线衍射仪(XRD)在室温下对所制各样品进行晶体结构测量,采用物理性能测量系统(PPMS)对所制各样品进行磁性测量,利用本课题组提出的量子力学方法研究了所制各样品阳离子分布与磁性的关系。研究发现:
　　(1)样品均为单相立方尖晶石结构,空间群为Fd3m,晶格常数a均随Zn掺杂量x的增加而增大,且未掺Zn样品的粒径较小;掺Zn后样品的粒径急剧增加,且粒径随Zn含量的增加变化不大。
　　(2)随Zn掺杂量的增加,Cu1-xZnxFe2O4(0.0≤x≤1.0)系列样品的比饱和磁化强度先增加,后减小,在Zn掺杂量为0.4时达到最大值。Cu0.5-xNi0.5ZnxFe2O4(0.0≤x≤0.5)系列样品的比饱和磁化强度随Zn掺杂量的增加而增加。两系列样品的居里温度都随Zn掺杂量x的增加而降低。
　　(3)应用量子力学方势垒模型研究样品中(A)位和[B]位阳离子含量比,通过拟合低温下样品的磁矩,得到了各种阳离子在(A)位和[B]位分布的比例。应用所得到的阳离子分布数据,对样品的XRD衍射谱进行Rietveld精修,误差参数均在理想值范围之内。说明我们用量子力学方法研究样品阳离子分布的方法是合理的。

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作者
韩勤家;
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作者单位

河北师范大学;

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授予单位河北师范大学;
学科凝聚态物理
授予学位硕士
导师姓名唐贵德;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类铁氧体、氧化物磁性材料;
关键词
尖晶石型铁氧体; 晶体结构; 磁性性能; 阳离子分布;

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