نام پژوهشگر: روح اله صافی نجف آبادی
روح اله صافی نجف آبادی هومان شکراللهی
فریت بیسموت ( ) مهمترین ماده مولتی فروییک تک فاز است که بالاتر از دمای محیط دارای هر دو خاصیت فروالکتریکی و مغناطیسی(پادفرومغناطیسی) است. فیزیک غنی و کاربردهای فراوان این ماده در زمینه-های ذخیره اطلاعات، سنسورها و حافظه های مگنتوالکتریک، سبب شده تا مطالعات زیادی در سراسر دنیا برای بهبود کارایی و رفع مشکلات موجود بر سر راه کاربردی شدن این ماده (خواص مغناطیسی ضعیف و مقاومت ویژه پایین) صورت گیرد. در این پژوهش تأثیر اندازه بلور و همچنین اثر جانشانی عناصر استرانسیوم و منگنز با اتم های بیسموت و آهن بر ساختار و خواص مغناطیسی و الکتریکی فریت بیسموت، مورد مطالعه قرار گرفت. نانـو بلورهای فریت بیسموت خالص و آلاییده شده با عناصر منگنز و استرانسیوم به روش ساده و ارزان قیمت هم رسوبی تهیه شدند. از پودرهای بدست آمده قرص هایی به قطر 10 و ضخامت 2 میلی متر تهیه شدند و به سه روش معمولی، دو مرحله ای و ماکروویو تف جوشی شدند. ساختار و ریز ساختار پـودرهای تولید شـده و نمونه های بالک تف جـوشی شـده تـوسط آنالیز پراش اشعـه ایکس، میکروسکـوپ الکترونی روبشی و میکروسکـوپ الکترونی عبـوری مورد ارزیابی قرار گرفتند. مشخصه یابی مغناطیسی نانو بلورها و نمونه های بالک توسط دستـگاه vsm (vibration sample magnetometer) انجام گرفت. اندازه گیری های الکتریکی روی نمونه های بالک انجام شد. ثابت دی-الکتریک و میزان تلفات توسط دستگاه lcr meter اندازه گیری شد. حلقه پسماند الکتریکی نمونه ها توسط مدار ساویر– تاور رسم گردید. افزایش قابل توجهی در خواص مغناطیسی نانو بلورها (اندازه متوسط دانه 36 نانومتر) نسبت به نمونه بالک (اندازه متوسط دانه 1-2 میکرومتر) مشاهده شـد. شکسته شدن آرایش مارپیچی اسپین ها با ریز شدن اندازه ذرات تا کمتر از 62 نانومتر (طول دوره تناوب ساختار مارپیچی اسپین ها) و همچنین افزایش اسپین های جبران نشده روی سطح نانوذرات به دلیل افزایش نسبت سطح به حجم در نانو ذرات توجیهی برای افزایش خواص مغناطیسی نانوبلورها است. همچنین آلاییدن فریت بیسموت با عناصر منگنز و استرانسیـوم، بهبود خواص الکتریکی و مغناطیسی را در پی داشت. از بین رفتن آرایش مارپیچی اسپین ها و افزایش مقاومت ویژه مـاده در اثر جانشانی این عناصر دلیلی بر بهبود خواص الکتریکی و مغناطیسی فریت بیسموت است.