的x射线衍射模式混合尖晶石铁酸盐( 锰 1.05 锌 0.5 艾尔 x 菲 1。9 − x O 4 为 x = 0.4 , 0.6 , 0.8 ,并显示在图1.0) 1。衍射线的索引从各种飞机使用JCPDS文件没有被分配。742年435年。所有的样品被发现是面心立方(FCC)与Fd-3m空间群。晶格常数的值” 一个 O “对于所有的样品决定从表中列出的x射线数据 1。晶格常数” 一个 O “发现减少线性与铝浓度( x )如图 2(a),因此服从Vegard定律( 14]。晶格常数的减少是由于更换 菲 3 + 离子的离子半径更大( 0.64 一个 ),小 艾尔 3 + 离子( 0.50 一个 ),导致单位细胞缩小尺寸。减少在“ 一个 O ”和反射向高角度的转变随着铝浓度显示铝原子被纳入尖晶石结构( 15]。每个样品的体积密度是由阿基米德原理,表中列出 1。x射线密度” d x “每个样本的计算使用公式的晶格常数的值 (1) d x = Z 毫克ydF4y2Ba N 一个 O 3 , ,“ Z ”表示分子的数目在尖晶石晶格的晶胞, 毫克ydF4y2Ba 铁氧体样品的分子量, N 阿伏伽德罗常数, 一个 O 铁氧体的晶格常数。x射线密度随铝浓度增加( x ),因此遵循类似的趋势的晶格常数” 一个 O ”,如图 2(b)。这是由于一个事实,即质量下降(由于更换铁铝)超过单位细胞的体积减少。每个样品的孔隙度百分比计算使用的关系: (2) 百分比 孔隙度 ( p % ) = ( 1 − d d x ] × One hundred. , 在符号通常的含义。体积密度的计算值,x射线密度和孔隙度的百分比铁氧体系统表中列出 1。计算的孔隙度值有很好的一致性与铁氧体的值通常观察到由固态反应路线( 12, 16]。

所有的样品的平均晶粒尺寸计算的谱线增宽(311)峰使用粉末方程 (3) D ( 311年 ) = 0.9 λ β 1 / 2 因为 θ , ,“ D ”是微晶的平均粒度, λ 是入射x射线的波长, θ 相应的布拉格角, β 1 / 2 是半宽度(应用(311)峰。粒度测定的不确定性估计错误的拟合程序拟合311年峰值的时候,躺在±1 nm范围。列出所有的样品的平均粒子尺寸表 1。铁氧体纳米粒子的透射电子显微图显示在图中 3。已经观察到颗粒较小的准备铝替代显示在图 3(一个)有些凝聚在自然界中。集聚的程度随铝替代,增加粒子由高铝浓度; x = 1。0 是离散的,有些球如图 3 (b)。聚集的减少是由于更换 菲 3 + 离子的 艾尔 3 + 离子,导致阳离子空置率下降,从而降低了晶粒尺寸。平均粒径从表中列出的TEM研究估计 1是在良好的协议与这些值获得使用粉末XRD分析方程。

阳离子分布在各种尖晶石铁氧体系统据估计从x射线衍射、穆斯鲍尔和磁化测量( 17- - - - - - 19]。据报道,的强度(220),(422)和(400)面敏感阳离子四面体(-)和八面体(B)网站( 20., 21]。因此,我们使用的强度(220),(422)和(400)面确定阳离子分布。相对x射线衍射强度” 我 h k l “某一衍射线是使用公式计算方式(建议 22] (4) 我 h k l = | F h k l | 2 ⋅ P ⋅ l P , 在哪里 我 h k l 是相对积分强度, F h k l 结构因素, P 多重性因素, l P 洛伦兹的因素。强度比率( 我 220年 / 我 400年 和 我 422年 / 我 400年 )已被认为是更敏感的阳离子分布( 23]。众所周知, 菲 3 + 和 艾尔 3 + 离子分布在,B-sites [ 24),而 锰 2 + 和 锌 2 + 离子有强烈的偏爱 一个 网站( 25- - - - - - 27]。相对应的强度(220)和(422)反映最敏感的阳离子在四面体网站( 20., 21),而(222)反射在八面体阳离子的网站( 20.]。图 1显示的强度(220),(422)和(222)反射减少与替代铝离子表明 艾尔 3 + 离子进入四面体和八面体(B -)(-)的网站。基于上述,强度比率: 我 220年 / 我 440年 , 我 422年 / 我 440年 , 我 440年 / 我 400年 对所有样本计算各种阳离子分布。计算的值,这些衣柜实验数据,给出了表 2。(表的基础上估计阳离子分布 2),理论上的晶格常数”的价值 一个 t “为各种成分已经确定使用的关系( 28, 29日] (5) 一个 t = 8 3 3 ( r 一个 + r O ) + 3 ( r B + r O ) , 在哪里 r 一个 , r B 是四面体(-)的半径和八面体(B)网站,分别和 r O 氧离子的半径吗 O 2 − ( 1.48 一个 )。计算值” 一个 t “几乎等于实验观测值” 一个 O ”,因此确认阳离子分布估计是正确的。该网站半径 r 一个 和 r B 上面使用的决心从以下方程: (6) r 一个 = ( 0.627 − 0.23 x ) r 春节 菲 3 + + 0.05 r 春节 锌 2 + + 0.323 r 春节 锰 2 + + 0.23 x r 春节 艾尔 3 + , r B = ( 1.273 − 0.77 x ) r 10月 菲 3 + + 0.727 r 10月 锰 2 + + 0.77 x r 10月 艾尔 3 + 。 的计算值 r 一个 和 r B 表中列出 3。的价值 r 一个 慢慢地减少;然而的价值 r B 随铝浓度的增加而明显减小。这是由于阳离子的替代过程和分布在四面体(-)和八面体(B)的网站。氧气位置参数的值” u “计算通过使用下列关系 28, 29日]: (7) r 一个 = 一个 O 3 ( u − 0.25 ) − r O 。 的计算值” u ”表中列出 3。四面体的值( d 艾尔 )、八面体债券的长度( d 提单 ),四面体边缘长度( d AE ),共享( d 是 )和非共享的八面体边缘的长度( d BEU )计算通过使用晶格常数的实验值” 一个 O “和氧气位置参数” u “从以下方程( 28, 29日]: (8) d 艾尔 = 一个 O 3 ( u − 0.25 ) , d 提单 = 一个 O ( 3 u 2 − 11 4 u + 43 64年 ) , d AE = 一个 O 2 ( 2 u − 0.5 ) , d 是 = 一个 O 2 ( 1 − 2 u ) , d BEU = 一个 O ( 4 u 2 − 3 u + 11 16 ) 。 上面的x射线参数的计算值列在表中 3。这是观察到, d 艾尔 , d 提单 , d AE , d 是 , d BEU 减少随着铝浓度( x )。这是归因于替换过程和阳离子分布,特别是更换 菲 3 + 较大的离子在B -和A-sites小 艾尔 3 + 离子。这些结果有很好的一致性结果早些时候报道( 30.]。据报道,跳长度” l ”(磁性离子之间的距离)的电子影响铁氧体系统的物理性质( 31日]。电子跳跃与B - A-sites相比不太可能与B - B-sites因为之间的距离两个金属离子放在B-sites小于距离如果他们被放置在B-sites和其他A-sites [ 32, 33]。跳的长度” l ”的四面体(-)和八面体(B)网站决定从下面的关系 34, 35]: (9) l 一个 = 一个 O 3 4 , l B = 一个 O 2 4 。 跳长度”的计算值 l ”——B-sites如表所示 3。很明显从表 3跳长度” l “随增加 艾尔 3 + 浓度( x)和行为同样的晶格常数。跳长度的减少是由于更换 菲 3 + 离子的离子半径较大 艾尔 3 + 离子的离子半径小,B-sites导致磁性离子之间的距离减少。潘伟迪et al。 23和阿 30.)也报告了类似的结果,小离子的引入,B-sites减少磁性离子之间的距离。

菲 57 穆斯堡尔混合尖晶石铁氧体体系的吸收光谱, 锰 1.05 锌 0.05 艾尔 x 菲 1。9 − x O 4 ; x = 0.4 , 0.6 , 0.8 在室温下,1.0,记录显示在图 4。实验数据拟合使用NORMOS /网站程序( 36]。每个光谱展示两个塞曼的六重奏的叠加。外六重奏对应更高的磁场是归因于 菲 3 + 离子的八面体 B 网站和内部六重奏对应较低的磁场 菲 3 + 离子的四面体 一个 网站。的计算值超精细参数表中列出 4。在当前铁氧体系统,异构体转变的价值( δ ) B 网站大于 一个 网站和与报告数据一致。这是由于大乐队的分离 菲 3 + - - - - - - O 2 − 为 B 网站离子相比 一个 网站离子。可以看出在增加 艾尔 3 + 离子浓度( x )的异构体的价值转变,B-sites不显示任何明显的变化,表明,s,电子分布 菲 3 + 离子几乎没有影响 艾尔 3 + 替换。此外,异构体转变的观测值( δ )明显低于期望值,0.5毫米/秒 菲 2 + 离子( 17]。因此存在 菲 2 + 离子在当前铁氧体系统排除。因此,电子交换相互作用( 菲 2 + ↔ 菲 3 + + e − )不发生,因此的氧化态 菲 3 + 合成过程中保持不变。超精细场 H hfs中 在B -值,A-sites显示与铝离子浓度增加逐渐单调下降( x )。这是因为supertransferred超精细场中央阳离子源于最近邻阳离子的磁矩,也就是说,从intrasublattice贡献 h 一个 一个 和 h B B 和国米子格的贡献 h 一个 B 和 h B 一个 。在当前铁氧体系统,研究下,intersulattice贡献 h 一个 B 和 h B 一个 是主要的。的引入 艾尔 3 + 离子取代 菲 3 + 离子从A - B-sites和减少国米子格的贡献,进而降低了超精细场 H hfs中 在- - - B-sites。作为非磁性 艾尔 3 + 离子取代 菲 3 + 离子,正确的数量的 菲 3 + 出席一个——B-sites估计通过确定下的面积穆斯堡尔吸收。正确的数量 菲 3 + 离子被八面体(B)和四面体(-)网站从穆斯堡尔获得吸收光谱和计算的基础上阳离子分布有很好的一致性。的 菲 3 + ( B )/ 菲 3 + ( 一个 )比获得的穆斯堡尔谱和x射线强度计算随铝浓度增加表明亚铁磁性行为的减少。增加的 艾尔 3 + 离子浓度、强度和穆斯堡尔谱线宽度的增加表明减少粒子大小和依照TEM测量。这些结果在早些时候报道的结果一致 13]。