De studie van complexe ijzeroxiden om nieuwe functionele materialen te creëren, is een van de meest intensief ontwikkelende onderzoeksgebieden voor SUSU-wetenschappers. De fysische eigenschappen van complexe ijzeroxidesystemen kunnen worden gevarieerd door de chemische samenstelling te veranderen. Dit maakt het mogelijk om de fundamentele effecten te traceren die ontstaan ​​wanneer ionen worden vervangen. In een nieuwe studie, onderzoekers kozen ervoor om spinel-gestructureerde ferrieten te onderzoeken, hun magnetische eigenschappen veranderen door hun chemische samenstelling te wijzigen door ijzerionen te vervangen. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in Nanomaterialen .

De onderzoekers, een internationale groep met wetenschappers van SUSU en hun collega's uit Wit-Rusland, Saoedi-Arabië en India onderzochten ferrieten van het Co-Ni-systeem met dubbele substitutie van ijzerionen door thulium- en terbium-ionen. De chemici waren geïnteresseerd in de magnetische eigenschappen van de onderzochte verbindingen die zich manifesteren in ferrieten tijdens de overgang naar nanoschaal.

Tijdens de studie, de wetenschappers hebben de eigenaardigheden van de verdeling van gesubstitueerde ionen in de structuur van ferriet-spinel vastgesteld. De relevantie van de studie was te wijten aan de correlatie tussen de verdeling van de substituent-ionen in de ferriet-spinel en de invloed ervan op de magnetische eigenschappen onder omstandigheden van dubbele substitutie van ijzerionen door Tm- en Tb-ionen die qua straal vergelijkbaar zijn.

"De monsters zijn gesynthetiseerd via de sol-gel-methode, waarmee complexe oxiden op nanoschaal kunnen worden gemaakt. Echter, ultrasone assistentie werd toegepast tijdens de synthese, waardoor we een meer homogene verdeling van vervangende ionen konden bereiken en de gemiddelde grootte van de kristallieten konden verminderen, " zei SUSU-chemicus Dr. Denis Vinnik.

De synthese is uitgevoerd door wetenschappers uit Saoedi-Arabië. De studie van microstructurele parameters en magnetische eigenschappen van ferriet-spinellen van nanoformaat werd uitgevoerd in het SUSU Nanotechnology Research and Education Centre. Als resultaat, specialisten identificeerden een interessant kenmerk van de onderzochte oxiden:met de toename van de mate van substitutie van ijzerionen door ionen met grote stralen, de eenheidscelparameter nam af, hoewel theoretisch, het had moeten toenemen.

"We suggereerden dat deze anomalie het resultaat zou kunnen zijn van het effect van oppervlaktecompressie van nanokristallieten. Dus, de afname van de kristallietgrootte als gevolg van substitutie door Tm- en Tb-ionen leidde tot een toename van de oppervlaktelaagfractie. Dit, zoals we weten, kan leiden tot het effect van oppervlaktecompressie in kristallieten op nanoschaal, en als gevolg daarvan, de vervorming van de eenheidscel, " zei Aleksej Truchanov, senior onderzoeker van het SUSU Nanotechnology Research and Education Centre.

Voor nu, de studies zijn theoretisch, maar ze kunnen worden gebruikt als basis voor verdere studies over de synthese van verbindingen van complexe ijzeroxiden en de correctie van hun eigenschappen. De plannen van de wetenschappers omvatten het bestuderen van de functionele eigenschappen van ferriet-spinellen bij het absorberen van elektromagnetische straling.

De wetenschappers merkten op dat de chemische verbindingen kunnen worden gebruikt in de elektronica voor het maken van sensoren, maar ook in de biogeneeskunde voor gerichte toediening van medicijnen of contrastvisualisatie.