Вышедшие номера
Структура и свойства наночастиц CoxMn1-xFe2O4 в зависимости от количества ионов Co (0≤ x≤ 1.0)
Камзин А.С.1, Obaidat I.M.2, Семенов В.Г.3, Narayanaswamy V.4, Al-Omari I.A.5, Issa B.6, Бурьяненко И.В.7
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Department of Physics, United Arab Emirates University, Al-Ain, UAE
3Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
4Department of Medical Diagnostic Imaging, College of Health Sciences, University of Sharjah, Sharjah, P.O. Box, UAE
5Department of Physics, Sultan Qaboos University, P.O. Box 36, Muscat PC 123, Sultanate of Oman
6Department of Physics, College of Sciences, University of Sharjah, Sharjah, P.O. Box, UAE
7Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
Email: ASKam@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 26 февраля 2022 г.
В окончательной редакции: 26 февраля 2022 г.
Принята к печати: 10 марта 2022 г.
Выставление онлайн: 29 марта 2022 г.

Изучены свойства магнитных наночастиц (МНЧ) ферритов-шпинелей CoxMn1-xFe2O4 (при x=0.0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1.0), синтезированых методом химического соосаждения. Исследования синтезированных МНЧ CoxMn1-xFe2O4 проведены с использованием рентгеновской дифракции (РД), комбинационного рассеяния света и мёссбауэровская спектроскопия. Результаты РД, рамановских и мёссбауэровских исследований указывают, что полученные МНЧ CoxMn1-xFe2O4 являются однофазным. Из РД измерений установлено, что средние размеры кристаллитов CoxMn1-xFe2O4 составляют 34.86 nm для MnFe2O4 (x=0) и при повышении концентрации Co уменьшаются до 14.99 nm для CoFe2O4 (x=1.0). Анализ мессбауровских спектров показал, что средние размеры кристаллитов меняются от 25 nm для MnFe2O4 (x=0) до 12 nm для CoFe2O4 (x=1.0). На спектрах комбинационного рассеяния МНЧ CoxMn1-xFe2O4, в области ~620 cm-1 наблюдается расщепление линии A1g, это означает, что исследуемые МНЧ обладают структурой обратной шпинели. Соотношение интенсивностей пиков A1g (1) и A1g (2) указывает на значительное перераспределение катионов Co2+ и Fe3+ между тетра- и октаэдрическими позициями в МНЧ феррита CoxMn1-xFe2O4, что подтверждается мессбауэровскими данными. Данные мёссбауровсой спектроскопии указывают, что синтезированные МНЧ CoxMn1-xFe2O4 состоят из крупных частиц, обладающих магнитным упорядочением, и мелких частиц находящихся в парамагнитной фазе. С повышением концентрации ионов Mn доля мелких частиц возрастает, что приводит к понижению температуры магнитного блокироввания. Намагниченность насыщения МНЧ при x=0.2 (Co0.2Mn0.8Fe2O4) составляет 57.41 emu/g и этот образец, как было установлено в [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. Nanomaterials 11, 1231 (2021)] имеет наибольшее значение удельной скорости поглощения. Как показали мессбауэровские исследования, это связано с тем, что эти частицы находятся в суперпарамагнитном состоянии и температура магнитной блокировки этих МНЧ находится в области ~315 K, наиболее приемлемой для лечения злокачественных опухолей методом магнитнойгипертермии. Таким образом, синтезированные МНЧ CoxMn1-xFe2O4 являются перспективными для биомедицинских применений. Ключевые слова: ферриты-шпинели CoxMn1-xFe2O4, магнитная структура, суперпарамагнетимз, мёссбауэровская спектроскопия, материалы для биомедицины.