ساخت و بهینه‌سازی تمپلت‌های اکسید آلومینیوم جهت سنتز نانو‌سیم‌های فریت استرانسیوم و مقایسه آن با نانوپودرهای فریت استرانسیوم سنتز شده با روش سل- ژل

نویسندگان

1 1. دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 2. دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

در این تحقیق با به‌کارگیری آندایزینگ دو مرحله‌ای، تمپلت‌ آلومینایی منظم با قطر حفره 30 نانومتر و طول 15 میکرومتر ساخته شد. سپس با کمک روش غوطه‌وری در محلول سل، نانو‌سیم‌های فریت استرانسیوم تهیه شدند. نانوپودرهای فریت مورد نظر نیز با استفاده از روش سل- ژل سنتز شد. مشخصه‌یابی نانوساختارها با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) و آزمون طیف‌سنجی توزیع انرژی (EDS) انجام شد. منحنی مغناطش برای نانوپودر و نانو‌سیم‌ها (در جهت موازی و عمود با محور نانو‌سیم) با استفاده از دستگاه تداخل‌سنج کوانتومی ابررسانایی (SQUID) رسم شد. نتایج بیانگر آن است آندایز دو مرحله‌ای در اگزالیک اسید 3/0 مولار در دمای چهار درجه سانتی‌گراد با آندایز مرحله اول 12 ساعت منجر به ایجاد تمپلت کاملاً منظم می‌شود. روش غوطه‌وری در دمای 80 درجه سانتی‌گراد به مدت دو ساعت منجر به ایجاد نانو‌سیم‌های یکنواخت و منظم فریت استرانسیوم می‌شود؛ نانو‌سیم‌های مغناطیسی درون تمپلت ناهمسانگردی عمودی از خود نشان دادند.
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Preparation and Optimization of Alumina Templates for Synthesis of Strontium Ferrite Nanowires and Comparing them with Strontium Ferrite Nanopowders Synthesized with Sol Gel Method

نویسندگان [English]

  • F. Ebrahimi 1
  • F. Ashrafizade 1
  • S. R. Bakhshi 2
1 1. Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran.
2 2. Department of Materials Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Shahin Shahr, Iran.
چکیده [English]

In this research, ordered porous anodic templates with 30 nm diameter and 15 µm thickness were prepared by using double anodization process. Dip coating method was employed to synthesize strontium ferrite in the form of nanowires in sol dilution. Ferrite nanopowders were also synthesized using sol gel method. The characterization of the nanostructures were examined by X-Ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Hysteresis loops of nanopowders and nanowires, parallel and perpendicular to the wires axes, were measured by Superconducting Quantom Interference Device (SQUID). The results showed that double anodization in 0.3 M  oxalic acid at 4 oC with a single anodization for 12 hours could produce ordered template. Dip coating in 80 oC  for two hours could form fine and uniform strontium ferrite nanowires. The produced material showed parallel anisotropy.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alumina template
  • Anodizing
  • nanowire
  • strontium ferrite
  • magnetic properties

مراجع

1. Choi, Y. K., Zhu, J., and Grunes, J., “Fabrication of Sub-10-nm Silicon Nanowire Arrays by Size Reduction Lithography”, The Journal of Physical Chemistry B, Vol. 107, No. 15, pp. 3340-3343, 2003.
2. Harmand, J., Patriarche, G., and Péré-Laperne, N., “Analysis of Vapor-Liquid-Solid Mechanism in Au-Assisted GaAs Nanowire Growth”, Applied Physics Letters, Vol. 87, No. 20, pp. 203101-203103, 2005.
3. Kong, J., Cassell, A. M., and Dai, H., “Chemical Vapor Deposition of Methane for Single-Walled Carbon Nanotubes”, Chemical Physics Letters, Vol. 292, No. 4, pp. 567-574, 1998.
4. Cao, G., and Liu, D., “Template-Based Synthesis of Nanorod, Nanowire, and Nanotube Arrays”, Advances in Colloid and Interface Science, Vol. 136, No. 1-2, pp. 45-64, 2008.
5. Shankar, K. S., and Raychaudhuri, A. K., “Fabrication of Nanowires of Multicomponent Oxides: Review of Recent Advances”, Materials Science and Engineering: C, Vol. 25, No. 5-8, pp. 738-751, 2005.
6. Arif, M., Heo, K., and Lee, B. Y., “Metallic Nanowire–Graphene Hybrid Nanostructures for Highly Flexible Field Emission Devices”, Nanotechnology, Vol. 22, No. 35, p. 355709, 2011.
7. Lin, Y., Wu, G., and Yuan, X., “Fabrication and Optical Properties of TiO2 Nanowire Arrays Made by Sol–Gel Electrophoresis Deposition into Anodic Alumina Membranes”, Journal of Physics: Condensed Matter, Vol. 15, No. 17, p. 2917, 2003.
8. Oates, T. W. H., Keller, A., and Noda, S., “Self-Organized Metallic Nanoparticle and Nanowire Arrays from Ion-Sputtered Silicon Templates”, Applied Physics Letters, Vol. 93, No. 6, pp. 063106.1-063106.3, 2008.
9. Xu, Y., Xue, D., and Gao, D., “Ordered CoFe2O4 Nanowire Arrays with Preferred Crystal Orientation and Magnetic Anisotropy”, Electrochimica Acta, Vol. 54, No. 24, pp. 5684-5687, 2009.
10. Hua, Z. , Chen, R., and Li, C., “CoFe2O4 Nanowire Arrays Prepared by Template-Electrodeposition Method and Further Oxidization”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 427, No. 1, pp. 199-203, 2007.
11. Gao, D., Shi, Z., and Xu, Y., “Synthesis, Magnetic Anisotropy and Optical Properties of Preferred Oriented Zinc Ferrite Nanowire Arrays”, Nanoscale Research Letters, Vol. 5, No. 8, pp. 1289-1294, 2010.
12. Malkinski, L., Lim, J. H., and Chae, W. S., “Fabrication and Magnetic Properties of MnFe2O4 Nanowire Arrays”, Electronic Materials Letters, Vol. 5, No. 2, pp. 87-90, 2009.
13. Furneaux, R., Thompson, G., and Wood, G., “The Application of Ultramicrotomy to the Electronoptical Examination of Surface Films on Aluminium”, Corrosion Science, Vol. 18, No. 10, pp. 853-881, 1978.
14. Rauf, A., Mehmood, M., Rasheed, M. A., and Aslam, M., “The Effects of Electropolishing on the Nanochannel Ordering of the Porous Anodic Alumina Prepared in Oxalic Acid”, Journal of Solid State Electrochemistry, Vol. 13, No. 2, pp. 321-332, 2009.
15. Liu, M., Shen, X., Song, F., and Liu, R., “Effect of Heat Treatment on Particle Growth and Magnetic Properties of Electrospun Sr0.8La0.2Zn0.2Fe11.8O19 Nanofibers”, Journal of Sol-Gel Science and Technology, Vol. 59, No. 3, pp. 553-560, 2011.
16. Lax, B., and Button, K. J., Microwave Ferrites and Ferrimagnetics, McGraw-Hill, NewYork, 1962.
17. Pirota, K. R., Silva, E. L., Zanchet, D., Vázquez, M., and Hernández-Vélez, M., “Size Effect and Surface Tension Measurements in Ni and Co Nanowires”, Physical Review B, Vol. 76, No. 23, p. 233410, 2007.
18. Strijkers, G., Dalderop, J., Broeksteeg, M., Swagten, H., and De Jonge, W., “Structure and Magnetization of Arrays of Electrodeposited Co Wires in Anodic Alumina”, Journal of Applied Physics, Vol. 86, No. 9, pp. 5141-5145, 1999.
19. Han, G., Zong, B., Luo, P., and Wu, Y., “Angular Dependence of the Coercivity and Remanence of Ferromagnetic Nanowire Arrays”, Journal of Applied Physics, Vol. 93, No. 11, pp. 9202-9207, 2003.
20. Beck, G., Petrikowski, K., and Khan, H., “Magnetism in Magnetic Nanowire Arrays”, Microstructure Analysis in Materials Science, Freiberg, pp. 15-17, 2005.
مواد پیشرفته در مهندسی
دوره 36، شماره 3
آبان 1396
صفحه 11-22

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی