การประดิษฐ์ โครงสร้าง และสมบัติทางกายภาพของนาโนคอมโพสิตแม่เหล็กคาร์บอน

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ งานการวิจัยนี้ได้ทำการสังเคราะห์โครงสร้างนาโน Ce1-xFexO2 เมื่อ 0?x?0.10 ด้วยวิธีสารละลายอย่างง่าย และวิธีอิเล็กโทรสปินนิง โดยสารที่เตรียมได้จะถูกตรวจสอบพฤติกรรมทางความร้อนโดยเทคนิค TG-DTA เพื่อประมาณอุณหภูมิของการสลายตัวและการเปลี่ยนแปลงเฟส แล้วนำไปแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 800 oC เป็นเวลา 2 ในอากาศ และตรวจสอบโครงสร้างผลึกทางจุลภาคและสมบัติทางแม่เหล็กของอนุภาคนาโน Ce1-xFexO2 ด้วยเทคนิค XRD, SEM, TEM, HRTEM, SAED, FT-IR, XPS XANES และ VSM จากการศึกษาพบว่าวิธีการสังเคราะห์ทั้งสองวิธีให้ลักษณะทางกายภาพที่คล้ายคลึงกันคือมีลักษณะเป็นผง เมื่อวิเคราะห์ด้วยเทคนิค XRD และ TEM พบโครงสร้างผลึกแบบลูกบาศก์ฟลูออไรด์พบว่าไม่เฟสปลอมปนของ FeO และ Fe2O3 ซึ่งไอออน Fe สามารถแทนที่ไอออน Ce ได้หมดในโครงสร้าง ซึ่งมีผลต่อการแสดงพฤติกรรมทางแม่เหล็ก อนุภาคที่ได้มีขนาดอยู่ในช่วง 26.1?1.9 ถึง 34.1?0.9 นาโนเมตร ซึ่งขนาดอนุภาคเล็กลงตามความเข้มข้นของการเจือ (วิธีสารละลายอย่างง่าย) และมีขนาดใหญ่ขึ้นตามความเข้มข้น (วิธีอิเล็กโทรสปินนิ่ง) จากการศึกษาสมบัติทางแม่เหล็กที่ 15 KOe ในอุหภูมิห้องของ Ce1-xFexO2 เมื่อ 0?x?0.10 ผ่านการแคลไซน์ที่อุณหภูมิ 800 oC เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ในอากาศ ที่เตรียมได้ พบว่า CeO2 มีความเป็นแม่เหล็กผสมระหว่างแม่เหล็กไดอาและแม่เหล็กเฟอร์โร และเมื่อเจือด้วย Fe ที่ 0.04, 0.06, 0.08 และ 0.10 พบว่ามีความเป็นแม่เหล็กเฟอร์โร ค่าแมกเนไตเซชันอิ่มตัว (saturation magnetization, Ms) สำหรับการเจือด้วย Fe มีค่าสูงสุดประมาณ 0.305 emu/g โดยค่า Ms เพิ่มขึ้นตามค่า x ที่เพิ่มขึ้นทั้งนี้เกิดจากผลของช่องว่างของออกซิเจนที่เกิดขึ้นนั้นมีส่วนสำคัญในการเกิดการควบคู่กันแบบเฟอร์โรกับไอออนของ Fe3+ และ Ce3+ ในโครงสร้างของตัวอย่าง โดยยืนยันสถานะเลขออกซิเดชันโดยเทคนิค XPS และ XANES เราถือได้ว่าโครงสร้างนาโน Ce1-xFexO2 สามารถพัฒนาต่อไปได้สำหรับงานจำนวนมาก เช่น ferrofluids, magnetic recording, biomedicine และ spintronics

คำสำคัญ