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基于NiO的双磁性异质结构纳米晶体中的交换耦合调节
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2021-05-17 , DOI: 10.1021/acsami.1c02855
Abdullah Al Shafe 1 , Mohammad Delower Hossain 2 , Robert A. Mayanovic 1 , Vladimir Roddatis 3 , Mourad Benamara 4
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在不同的水溶液pH条件下,已经合成了一系列具有反铁磁性NiO核和亚铁磁性Mn x Ni 1- x O和/或FiM Mn 3 O 4岛状纳米相过度生长的双磁异质结构纳米晶体。两步自组装过程采用热分解方法合成NiO纳米颗粒,然后生长Mn x Ni 1– x O和/或Mn 3 O 4使用水热合成法在pH值为2.4-7.0的NiO核上形成纳米相。对环境无害的水热过程涉及在纳米颗粒表面发生的质子化与羟基化反应的pH控制。TEM分析和X射线衍射数据的Rietveld精修表明,三种不同类型的异质结构的纳米晶体的发生:氧化镍/锰X的Ni 1- X ö核-壳状的异质结构以2.4 pH值,混合的NiO / Mn为X的Ni 1- X O和/ </ / Mn 3 O 4核心过度生长结构,其<2.4 <pH <4.​​5,且主要为NiO / Mn 3 O 4pH> 4.5的核心岛结构。异质结构纳米晶体的磁性矫顽力和交换偏压随用于合成样品的水溶液的pH有系统地变化。与温度有关的磁化和磁滞回线数据与NiO磁芯的覆盖层性质一致。我们基于DFT的计算表明Mn x Ni 1– x O相具有亚铁磁性质,沿着⟨111⟩取向具有稳定的自旋取向。此外,计算结果表明,Mn 3 O 4相的磁各向异性常数(K 1)明显大于Mn x Ni 1– x的磁各向异性常数(K 1)。O相,这由我们的实验结果证实。对于NiO / Mn 3 O 4核岛纳米晶体,矫顽力和交换偏压场最大,在pH值为5.0时合成,稳健值分别接近6 kOe和3 kOe。这项工作证明了在pH值的NiO核上Mn x Ni 1– x O和/或Mn 3 O 4纳米相过度生长的水热沉积的可调谐性以及随之而来的磁矫顽力和交换偏置特性,这使得这些异质结构的纳米晶体潜在地可用于磁性设备,生物医学和其他应用。



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更新日期:2021-05-26
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