Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2023, выпуск 8 » Статья стр. 1415
<<<>>>
Магнитная структура наночастиц Co0.8-xMnxZn0.2Fe2O4 (x=0.6, 0.4 и 0.2) перспективных для биомедицинских применений
DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56164.122
Переводная версия: 10.61011/PSS.2023.08.56586.122
Камзин А.С.1, Семенов В.Г.2, Al-Omari I.A.3, Narayanaswamy V.4, Issa B.4,5,6
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
3Department of Physics, Sultan Qaboos University, P.O. Box 36, Muscat PC 123, Sultanate of Oman
4Research Institute of Medical & Health Sciences, University of Sharjah, Sharjah, P.O. Box 27272, United Arab Emirates
5Department of Medical Diagnostic Imaging, College of Health Sciences, University of Sharjah, Sharjah P.O. Box 27272, United Arab Emirates
6Department of Biomedical Engineering, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Istinye University, Istanbul, 34010, Turkey
Email: ASKam@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 25 июня 2023 г.
В окончательной редакции: 25 июня 2023 г.
Принята к печати: 26 июня 2023 г.
Выставление онлайн: 11 августа 2023 г.
PDF версия
Методом со-осаждения синтезированы магнитные наночастицы (МНЧ) феррита Co0.8-xMnxZn0.2Fe2O4 (x=0.6, 0.4 и 0.2). Методами рентгеновской дифракции и мёссбауэровской спектроскопии исследованы структурные, микроструктурные, магнитные и сверхтонкие свойства полученных частиц. Рассчитанные из рентгенограмм размеры наночастиц при x=0.6, 0.4 и 0.2 составляют 15.2, 10.2 и 10.3 nm соответственно. Изучено влияние количества вводимых ионов Mn на свойства синтезированных частиц. Анализ экспериментальных мёссбауэровских спектров показал, что малые размеры МНЧ приводят к значительному усилению эффектов размерности и влиянию поверхности на магнитную структуру поверхностного слоя. Мёссбауэровскими исследованиями, впервые без применения внешних магнитных полей, на примере МНЧ ферритов шпинелей Co0.8-xMnxZn0.2Fe2O4 установлено, что внутри частицы магнитные моменты упорядочены коллинеарно, тогда как в поверхностном слое моменты ориентированы под углом друг другу (скошенная структура). Ключевые слова: ферриты-шпинели, мёссбауэровская спектроскопия, суперпарамагнетизм, материалы для биомедицины. DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56164.122
  1. G. Sharma, A. Kumar, P. Dhiman. Ferrites --- Nanostructures with Tunable Properties and Diverse Application. Materials Research Forum LLC, USA (2021). 374 p
  2. X. Liu, Y. Zhang, Y. Wang, W. Zhu, G. Li, X. Ma, Y. Zhang, S. Chen, S. Tiwari, K. Shi, S. Zhang, H. M. Fan, Y. X. Zhao, X.-J. Liang. Theranostics 10, 8, 3793 (2020)
  3. A. Rajan, N.K. Sahu. J. Nanopart. Res. 22, 11, 319 (2020)
  4. B. Issa, I.M. Obaidat. In: Magnetic Resonance Imaging / Ed. L. Manchev. InTechOpen (2019). Ch. 2. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.84649
  5. B. Pacakova, S. Kubickova, A. Reznickova, D. Niznansky, J. Vejpravova. In: Magnetic Spinels --- Synthesis, Properties and Applications / Ed. M.S. Seehra. InTechOpen (2017). Ch. 1, pp. 4-29. https://www.intechopen.com/chapters/52889
  6. Y. Xiao, J. Du. J. Mater. Chem. B 8, 3, 354 (2020)
  7. S. Amiri, H. Shokrollahi. Mater. Sci. Eng. C 33, 1, 1 (2013). https://doi.org/10.1016/j.msec.2012.09.003
  8. K.K. Kefeni, T.A.M. Msagati, T.T. Nkambule, B.B. Mamba. Mater. Sci. Eng. C 107, 110314 (2020). https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.110314
  9. A. Manohar, D.D. Geleta, C. Krishnamoorthi, J. Lee. Ceram. Int. 46, 18, 28035 (2020)
  10. M. Popa, P. Bruna, D. Crespo, J.M. Calderon Moreno. J. Am. Ceram. Soc. 91, 2488 (2008). https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ j.1551-2916.2008.02501.x
  11. O. Perales-Perez, Y. Cedeno-Mattei. In: Magnetic Spinels --- Synthesis, Properties and Applications / Ed. M.S. Seehra. InTechOpen (2017). Ch. 3. P. 51-72. https://www.intechopen.com/chapters/53689
  12. F. Nakagomi, P.E.N. de Souza, T.J. Castro, V.K. Garg, A.C. Oliveira, F.C.E. Silva, A. Franco Jr., P.C. Morais, S.W. da Silva. J. Alloys. Compd. 842, 155751 (2020)
  13. F. Sharifianjazi, M. Moradi, N. Parvin, A. Nemati, A.J. Rad, N. Sheysi, A. Abouchenari, A. Mohammadi, S. Karbasi, Z. Ahmadi, A. Esmaeilkhanian, M. Irani, A. Pakseresht, S. Sahmani, M.S. Asl. Ceram. Int. 46, 11, Part B, 18391 (2020)
  14. А.С. Камзин, I.M. Obaidat, В.Г. Семенов, V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, B. Issa, И.В. Бурьяненко. ФТТ 64, 6, 712 (2022). https://journals.ioffe.ru/articles/52406 [A.S. Kamzin, I.M. Obaidat, V.G. Semenov, V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, B. Issa, I.V. Buryanenko. Phys. Solid State 64, 6, 698 (2022). https://journals.ioffe.ru/articles/53838]
  15. M. Albino, E. Fantechi, C. Innocenti, A. Lopez-Ortega, V. Bonanni, G. Campo, F. Pineider, M. Gurioli, P. Arosio, T. Orlando, G. Bertoni, C. De Julian Fernandez, A. Lascialfari, C. Sangregorio. J. Phys. Chem. C 123, 10, 6148 (2019). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b10998
  16. V. Mameli, A. Musinu, A. Ardu, G. Ennas, D. Peddis, D. Niznansky, C. Sangregorio, C. Innocenti, N.T.K. Thanh, C. Cannas. Nanoscale 8, 19, 10124 (2016). https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/nr/ c6nr01303a
  17. A. Ramakrishna, N. Murali, T.W. Mammo, K. Samatha, V. Veeraiah. Physica B: Condens. Matter 534, 134 (2018). https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.01.033
  18. T. Dippong, O. Cadar, E.A. Levei, I.G. Deac. J. Magn. Magn Mater. 498, 166168 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.166168
  19. А.С. Камзин, D.S. Nikam, S.H. Pawar. ФТТ 59, 1, 149 (2017). https://journals.ioffe.ru/articles/54749 [A.S. Kamzin, D.S. Nikam, S.H. Pawar. Phys. Solid State 59, 1, 156 (2017). https://link.springer.com/article/10.1134/S1063783417010127].
  20. V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, A.S. Kamzin, B. Issa, H.O. Tekin, H. Khourshid, H. Kumar, A. Mallya, S. Sambasivam, I.M. Obaidat. Nanomater. 11, 5, 1231 (2021). https://doi.org/10.3390/nano11051231
  21. B. Aslibeiki, P. Kameli, H. Salamati, G. Concas, M.S. Fernandez, A. Talone, G. Muscas, D. Peddis. Beilstein J. Nanotechnol. 10, 856 (2019). https://www.beilstein-journals.org/bjnano/articles/10/86
  22. R. Roongtao, R. Baitahe, N. Vittayakorn, P. Seeharaj, W.C. Vittayakorn. Ferroelectrics 459, 1, 119 (2014). https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00150193.2013. 849175
  23. S.P. Yadav, S.S. Shinde, P. Bhatt, S.S. Meena, K.Y. Rajpure. J. Alloys Compd. 646, 550 (2015). http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.05.270
  24. A. Farheen, R. Singh. Integrated Ferroelectrics 203, 1, 91 (2019). https://doi.org/10.1080/10584587.2019.1674960
  25. M.F.A. Khan, M.D.F. Ahammad, N.H. Khan, N. Ahmed. Austin J. Pharmacol Therap. 9, 5, 1150 (2021)
  26. P. Thakur, D. Chahar, S. Taneja, N. Bhalla, A. Thakur. Ceram. Int. 46, 10, Part B, 15740 (2020). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.03.287
  27. F. Khan, B.B. Lahiri, S. Ranoo, J. Philip. Ceram. Int. 48, 22, 33462 (2022). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.07.291
  28. E. Rezlescu, L. Sachelarie, P.D. Popa, N. Rezlescu. IEEE Trans. Magn. 36, 6, 3692 (2000). https://ieeexplore.ieee.org/document/914348
  29. I. Sharifi, H. Shokrollahi. J. Magn. Magn. Mater. 334, 36 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2013.01.021
  30. M. Hashim, S.S. Meena, R.K. Kotnala, S.E. Shirsath, P. Bhatt, S. Kumar, E. Sentu rk, R. Kuma, N. Gupta, Alimuddin. J. Magn. Magn. Mater. 360, 21 (2014). http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.01.047
  31. M. Hashim, S.S. Meena, D. Ravinder, R. Kumar, P. Bhatt, S. Kumar, Alimuddin. AIP Conf. Proc. 1591, 1533 (2014)
  32. G. Kumar, R.K. Kotnala, J. Shah, V. Kumar, A. Kumar, P. Dhiman, M. Singh. Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 25, 16669 (2017)
  33. M.A. Ahmed, H.E. Hassan, M.M. Eltabey, K. Latka, T.R. Tatarchuk. Physica B: Phys. Condens. Matter 530, 195 (2018). https://doi.org/10.1016/j.physb.2017.10.125
  34. H. Mahajan, S.K. Godara, A.K. Srivastava. J. Alloys. Compd. 896, 162966 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162966
  35. S. Dlamini, S. Nkosi, T. Moyo, A. Nhlapo. Mater. Sci. Eng. B 294, 116554 (2023)
  36. Applications of Mossbauer Spectroscopy. 1st ed. / Ed. R.L. Cohen. Elsevier (1980)
  37. V. Kuncser, O. Crisan, G. Schinteie, F. Tolea, P. Palade, M. Valeanu, G. Filoti. Modern Trends in Nanoscience. Editura Academiei Romane, Bucharest (2013). V. 197
  38. A.С. Камзин, I.M. Obaidat, В.Г. Семенов, V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, B. Issa, И.В. Бурьяненко. ФТТ 65, 3, 482 (2023). https://journals.ioffe.ru/articles/54749 [A.S. Kamzin, I.M. Obaidat, V.G. Semenov, V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, B. Issa, I.V. Buryanenko. Phys. Solid State 65, 3, 470 (2023). https://journals.ioffe.ru/articles/55591]
  39. В.Г. Семенов, В.В. Панчук. Программа обработки мёссбауэровских спектров. MossFit. Частн. сообщение [V.G. Semenov, V.V. Panchuk. MOssbauer Spectra Processing Software MossFit. Private message]
  40. H.L. Andersen, C. Granados-Miralles, M. Saura-Muzquiz, M. Stingaciu, J. Larsen, F. S ndergaard-Pedersen, J.V. Ahlburg, L. Keller, C. Frandsen, M. Christensen. Mater. Chem. Front. 3, 4, 668 (2019).
  41. А.П. Казин, М.Н. Румянцева, В.Е. Прусаков, И.П. Суздалев, А.М. Гаськов. Неорган. материалы 48, 5, 611 (2012). [A.P. Kazin, M.N. Rumyantseva, V.E. Prusakov, I.P. Suzdalev, A.M. Gaskov. Inorg. Mater. 48, 5, 525 (2012). https://link.springer.com/article/10.1134/S002016851205007X].
  42. M.A.A. Kerroum, A. Essyed, C. Iacovita, W. Baaziz, D. Ihiawakrim, O. Mounkachi, M. Hamedoun, A. Benyoussef, M. Benaissa, O. Ersen. J. Magn. Magn. Mater. 478, 239 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.01.081
  43. Q. Lin, J. Xu, F. Yang, J. Lin, H. Yang, Y. He. Materials 11, 10, 1799 (2018). https://www.mdpi.com/1996-1944/11/10/1799
  44. U.B. Gawas, V.M.S. Verenkar, S.S. Meena, P. Bhatt. J. Supercond. Nov. Magn. 30, 11, 3241 (2017). https://link.springer.com/article/10.1007/s10948-017-4149-7
  45. R.V. Upadhyay, R.B. Jotania, R.G. Kulkarni. Physica B I90, 2-3, 183 (1993)
  46. H.M.I. Abdallah, T. Moyo, J.Z. Msomi. J. Phys.: Conf. Ser. 217, 012141 (2010). https://iopscience.iop.org/article/10.1088/ 1742-6596/217/1/012141
  47. T.A. Anh j, B. Bilenberg, B. Thomsen, C.D. Damsgaard, H.K. Rasmussen, C.S. Jacobsen, J. Mygind, S. M rup. J. Magn. Magn. Mater. 260, 1-2, 115 (2003)
  48. M. Patange, S.S. Desai, S.S. Meena, S.M. Yusuf, S.E. Shirsath. RSC Adv. 5, 111, 91482 (2015). https://pubs.rsc.org/en/ content/articlelanding/2015/ra/c5ra21522f/unauth
  49. M.I.A. Abdel Maksoud, A. El-Ghandour, G.S. El-Sayyad, R.A. Fahim, A.H. El-Hanbaly, M. Bekhit, E.K. Abdel-Khalek, H.H. El-Bahnasawy, M.A. Elkodous, A.H. Ashour, A.S. Awed. J. Inorg. Organometall. Polym. Mater. 30, 9, 3709 (2020). https://link.springer.com/article/10.1007/s10904-020-01523-8
  50. S.C. Bhargava, P.K. Iyengar. Physica Status Solidi (b) 53, 1, 359 (1972). https://doi.org/10.1002/pssb.2220530138
  51. R.S. de Biasi, L.H.G. Cardoso. Physica B 407, 18, 3893 (2012). http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2012.06.017
  52. J.Z. Msomi, W.B. Dlamini, T. Moyo, P. Ezekiel. J. Magn. Magn. Mater. 373, 68 (2015). https://www.sciencedirect.com/ science/article/abs/pii/S0304885314000559
  53. S.B. Singh, C. Srinivas, B.V. Tirupanyam, C.L. Prajapat, M.R. Singh, S.S. Meena, P. Bhatt, S.M. Yusuf, D.L. Sastry. Ceram. Int. 42, 16, 19179 (2016). http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.09.081
  54. G.A. Sawatzky, F. Van Der Woude, A.H. Morrish. Phys. Rev. 187, 2, 747 (1969)
  55. B.F. Bogacz, R. Gargula, P. Kurzyd o, A.T. Pedziwiatr, T. Tatarchuk, N. Paliychuk. Acta Phys. Polonica. A 134, 5, 993 (2018)
  56. C.N. Chinnasamy, A. Narayanasamy, N. Ponpandian, K. Chattopadhyay, K. Shinoda, B. Jeyadevan, K. Tohji, K. Nakatsuka, T. Furubayashi, I. Nakatani. Phys. Rev. B 63, 18, 184108 (2001)
  57. G. Datt, C. Kotabage, S. Datar, A.C. Abhyankar. Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 41, 26431 (2018)
  58. G.R. Patta, V. Citti Babu, V. Ravi Kumar, N. Veeraiah. J. Sol-Gel Sci. Technol. 100, 2, 310 (2021)
  59. T. Tatarchuk, N. Paliychuk, M. Pacia, W. Kaspera, W. Macyk, A. Kotarba, B.F. Bogacz, A.T. Pedziwiatr, I. Mironyuk, R. Gargula, P. Kurzyd o, A. Shyichuk. New J. Chem. 43, 7, 3038 (2019).
  60. S. Morup, J.A. Dumesic, H. Topsoe. In: Applications of Mossbauer Spectroscopy / Ed. R.L. Cohen. Academic Press, N. Y. (1980). V. 2. P. 1
  61. R.E. Vandenberghe, E. De Grave. In: Mossbauer Spectroscopy Applied to Inorganic Chemistry. Modern Inorganic Chemistry / Eds G.J. Long, F. Grandjean. Springer, Boston, MA (1989).V. 3. P. 59-182. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-2289-2_3
  62. S. M rup, D.E. Madsen, C. Frandsen, C.R.H. Bahl, M.F. Hansen. J. Phys.: Condens. Matter 19, 21, 213202 (2007)
  63. R.H. Kodama, A.E. Berkowitz, E.J. McNiff Jr, S. Foner. J. Appl. Phys. 81, 8, 5552 (1997). https://pubs.aip.org/ aip/jap/article-abstract/81/8/5552/488705/ Surface-spin-disorder-in-ferrite-nanoparticles?redirectedFrom=fulltext
  64. E. Umut, M. Co skun, H. Gungune s, V. Dupuis, A.S. Kamzin. J. Supercon. Nov. Magn. 34, 3, 913 (2021). https://doi.org/10.1007/s10948-020-05800-y
  65. Y. Yafet, C. Kittel. Phys. Rev. 87, 2, 290 (1952)
  66. L. Neel. J. Physique 15, 4, 225 (1954)
  67. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. Письма в ЖЭТФ 57, 9, 543 (1993). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. JETP Lett. 57, 9, 557 (1993)]
  68. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. ЖЭТФ 104, 4, 3489 (1993). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. ZETP 77, 4, 658 (1993)]
  69. J.M.D. Coey. Phys. Rev. Lett. 27, 17, 1140 (1971)
  70. Mossbauer Spectroscopy Applied to Magnetism and Material Science / Eds G.J. Long, F. Grandjean. Plenum Press, N. Y. (1993). 479 p
  71. A.S. Kamzin, V.P. Rusakov, L.A. Grigoriev. Int. Conf. USSR. Proc. Part II, 271 (1988)
  72. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. Письма в ЖТФ 16, 6, 38 (1990). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. Sov. Tech. Phys. Lett. 6, 6, 417 (1990)]
  73. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. ЖТФ 60, 7, 151 (1990). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. Sov. Tech. Phys. 35, 7, 840 (1990)]
  74. F. Schaaf, U. Gonser. Hyperfine Interact. 57, 1-4, 2101 (1990)
  75. U. Gonzer, P. Schaaf, F. Aubertin. Hyperfine Interact. 66, 1-4, 95 (1991)
  76. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик, В.Л. Розенбаум. ЖЭТФ 111, 4, 1426 (1997). [A.S. Kamzin, L.P. Ol'khovik, V.L. Rozenbaum. JETP 84, 4, 788 (1997).]
  77. А.С. Камзин. ЖЭТФ 116, 5, 1648 (1999). [A.S. Kamzin. JETP 89, 5, 891 (1999).]
  78. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик, В.Л. Розенбаум. ФТТ 41, 3, 483 (1999). [A.S. Kamzin, L.P. Ol'khovik, V.L. Rozenbaum. Phys. Solid State 41, 3, 433 (1999)]
  79. А.С. Камзин, В.Л. Розенбаум, Л.П. Ольховик. Письма в ЖЭТФ 67, 10, 798 (1998). [A.S. Kamzin, V.L. Rozenbaum, L.P. Ol'khovik. JETP Lett. 67, 10, 843 (1998)]
  80. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик. ФТТ 41, 10, 1806 (1999). [A.S. Kamzin, L.P. Ol'khovik. Phys. Solid State 41, 10, 1658 (1999)]
  81. А.С. Камзин, I.M. Obaidat, А.А. Валлиулин, В.Г. Семенов, I.A. Al-Omari. ФТТ 62, 10, 1715 (2020). DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56164.122 [A.S. Kamzin, I.M. Obaidat, A.A. Valiullin, V.G. Semenov, I.A. Al-Omari. Phys. Solid State 62, 10, 1933 (2020). DOI: https://link. springer.com/article/10.1134/S1063783420100157]
  82. M.E. Matsnev, V.S. Rusakov. AIP Conf. Proc. 1489, 1, 178 (2012)
  83. Г.Н. Коныгин, О.М. Немцова, В.Е. Порсев. Журн. прикладной спектроскопии 86, 3, 374 (2019).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme