ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC HẠT LÊN TÍNH CHẤT TỪ VÀ QUANG CỦA HỆ HẠT NANO Fe3O4 | Nguyên | TNU Journal of Science and Technology

ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC HẠT LÊN TÍNH CHẤT TỪ VÀ QUANG CỦA HỆ HẠT NANO Fe3O4

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/12/22                Ngày hoàn thiện: 08/02/23                Ngày đăng: 08/02/23

Các tác giả

1. Lưu Hữu Nguyên, 1) Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Văn Lang; 2) Trường Công nghệ Văn Lang - Trường Đại học Văn Lang
2. Nguyễn Thị Ngọc Anh, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Nguyễn Thanh Hường, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
4. Đỗ Khánh Tùng, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
5. Phạm Quang Ngân, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
6. Phạm Hồng Nam Email to author, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Tóm tắt


Trong bài báo này, ảnh hưởng của kích thước hạt lên tính chất từ (từ độ MS, dị hướng từ hiệu dụng Keff) và tính chất quang (độ rộng vùng cấm) của các hạt nano từ Fe3O4 (FO) được khảo sát. Các hạt FO được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa với các nhiệt độ phản ứng khác nhau 50°C, 60°C, 70°C và 80°C, và kích thước tương ứng lần lượt là 8,7 nm, 10,1 nm, 10,4 nm và 11,9 nm. Trong khi từ độ MS của hạt FO tăng từ 51,65 emu/g xuống 64,56 emu/g thì giá trị dị hướng từ của chúng giảm từ 18,26 kJ/m3 đến 12,49 kJ/m3 theo chiều tăng của kích thước hạt từ 8,7 nm đến 11,9 nm. Bên cạnh đó, sự thay đổi độ rộng vùng cấm từ 2,23 eV (~ 11,9 nm) đến 2,75 eV (~ 8,7 nm) thể hiện ảnh hưởng của kích thước lên tính chất quang của mẫu FO. Kích thước hạt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất từ và tính chất quang của các hạt nano từ FO.

Từ khóa


Hạt nano Fe3O4; Đồng kết tủa; Kích thước hạt; Tính chất từ; Tính chất quang

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] K. K. Kefeni, T. A. M. Msagati, T. T. Nkambule, and B. B. Mamba, “Spinel ferrite nanoparticles and nanocomposites for biomedical applications and their toxicity,” Mater. Sci. Eng. C, vol. 107, 2020, Art. no. 110314(19).

[2] K. K. Kefeni and B. B. Mamba, “Photocatalytic application of spinel ferrite nanoparticles and nanocomposites in wastewater treatment,” SM&T, vol. 23, 2020, Art. no. E00140(18).

[3] K. Kalantari, M. B. Ahmad, H. R. F. Masoumi, K. Shameli, M. Basri, and R. Khandanlou, “Rapid Adsorption of Heavy Metals by Fe3O4/Talc Nanocomposite and Optimization Study Using Response Surface Methodology,” Int. J. Mol. Sci., vol. 15, pp. 12913-12927, 2014.

[4] A. E. Deatsch and B. A. Evans, “Heating efficiency in magnetic nanoparticle hyperthermia,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 354, pp. 163-172, 2014.

[5] F. Chen, N. Ilyas, X. Liu, Z. Li, S. Yan, and H. Fu, “Size Effect of Fe3O4 Nanoparticles on Magnetism and Dispersion Stability of Magnetic Nanofluid,” Front. Energy Res., vol. 9, 2021, Art. 780008.

[6] L. H. Nguyen, V. T. K. Oanh, P. H. Nam, D. H. Doan, N. X. Truong, N. X. Ca, P. T. Phong, L. V. Hong, and T. D. Lam, “Increase of magnetic hyperthermia efficiency due to optimal size of particles: theoretical and experimental results,” J. Nanopart. Res., vol. 22, 2020, Art. no. 258(16).

[7] C. Bai, P. Hu, N. Liu, G. Feng, D. Liu, Y. Chen, M. Ma, N. Gu, and Y. Zhang, “Synthesis of Ultrasmall Fe3O4 Nanoparticles as T1–T2 Dual-Modal Magnetic Resonance Imaging Contrast Agents in Rabbit Hepatic Tumors,” ACS Appl. Nano Mater., vol. 3, pp. 3585-3595, 2020.

[8] Y. Li, W. Duan, X. Lu, S. Yang, and X. Wen, “Synthesis of strawberry-like Fe3O4@SiO2@Ag composite colloidal particles for constructing responsive photonic crystals,” Opt., vol. 94, pp. 423-429, 2019.

[9] I. M. Obaidat, B. Issa, and Y. Haik, “Magnetic properties of magnetic nanoparticles for efficient hyperthermia,” Nanomaterials, vol. 5, pp. 63-89, 2015.

[10] Y.-w. Jun, Y.-M. Huh, J.-s. Choi, J.-H. Lee, H.-T. Song, S. Kim, S. Yoon, K.-S. Kim, J.-S. Shin, and J.-S. Suh, “Nanoscale size effect of magnetic nanocrystals and their utilization for cancer diagnosis via magnetic resonance imaging,” J. Am. Chem. Soc., vol. 127, pp. 5732-5733, 2005.

[11] F. Ozel, H. Kockar, and O. Karaagac, “Growth of iron oxide nanoparticles by hydrothermal process: effect of reaction parameters on the nanoparticle size,” J. Supercond. Nov. Magn., vol. 28, pp. 823-829, 2015.

[12] Y. Dong, B. Wen, Y. Chen, P. Cao, and C. Zhang, “Autoclave-free facile approach to the synthesis of highly tunable nanocrystal clusters for magnetic responsive photonic crystals,” RSC Adv., vol. 6, pp. 64434-64440, 2016.

[13] A. H. Habib, C. L. Ondeck, P. Chaudhary, M. R. Bockstaller, and M. E. McHenry, “Evaluation of iron-cobalt/ferrite core-shell nanoparticles for cancer thermotherapy,” J. Appl. Phys., vol. 103, pp. 07A307-1-07A307-3, 2008.

[14] M. E. Sadat, M. K. Baghbador, A. W. Dunn, H. P. Wagner, R. C. Ewing, J. Zhang, H. Xu, G. M. Pauletti, D. B. Mast, and D. Shi, “Photoluminescence and photothermal effect of Fe3O4 nanoparticles for medical imaging and therapy,” Appl. Phys. Lett., vol. 105, 2014, Art. no. 091903.

[15] A. Radoń, A. Drygała, Ł. Hawełek, and D. Łukowiec, “Structure and optical properties of Fe3O4 nanoparticles synthesized by co-precipitation method with different organic modifiers,” Mater. Charact., vol. 131, pp. 148-156, 2017.

[16] L. T. Dat, L. H. Nguyen, N. H. Nam, T. D. Van, N. X. Truong, V.-Q. Nguyen, P. T. Phong, and P. H. Nam, “Dependence of specific absorption rate on concentration of Fe3O4 nanoparticles: from the prediction of Monte Carlo simulations to experimental results,” J. Nanopart. Res., vol. 24, pp. 1-13, 2022.

[17] Z. J. Zhang, X. Y. Chen, B. N. Wang, and C. W. Shi, “Hydrothermal synthesis and self-assembly of magnetite (Fe3O4) nanoparticles with the magnetic and electrochemical properties,” J. Cryst. Growth., vol. 310, pp. 5453-5457, 2008.

[18] J. Liang, L. Li, M. Luo, J. Fang, and Y. Hu, “Synthesis and properties of magnetite Fe3O4 via a simple hydrothermal route,” Solid State Sci., vol. 12, pp. 1422-1425, 2010.

[19] R. E. Rosensweig, “Heating magnetic fluid with alternating magnetic field,” J. Magn. Magn. Mater. vol. 252, pp. 370-374, 2002.

[20] G. F. Goya, T. S. Berquo, F. C. Fonseca, and M. P. Morales, “Static and dynamic magnetic properties of spherical magnetite nanoparticles,” J. Appl. Phys., vol. 94, pp. 3520-3528, 2003.

[21] R. H. Kodama, S. A. Makhlouf, and A. E. Berkowitz, “Finite size effects in antiferromagnetic NiO nanoparticles,” Phys. Rev. Lett., vol. 79, 1997, Art. no. 1393.

[22] R. Yanes, O. Chubykalo-Fesenko, H. Kachkachi, D. A. Garanin, R. Evans, and R. W. Chantrell, “Effective anisotropies and energy barriers of magnetic nanoparticles with Néel surface anisotropy,” Phys. Rev. B, vol. 76, 2007, Art. no. 064416(6).

[23] J. Tauc, R. Grigorovici, and A. Vancu, “Optical properties and electronic structure of amorphous germanium,” Phys. Status Solidi B, vol. 15, pp. 627-637, 1966.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.7162

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved