Nghiên cứu cấu trúc, phân bố cation và tính chất từ trong các pherit spinen hỗn hợp MFe2O4 (m=cu2+, ni2+, mg2+) có kích thước nanomét

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN KIM THANH NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC, PHÂN BỐ CATION VÀ TÍNH CHẤT TỪ TRONG CÁC PHERIT SPINEN HỖN HỢP MFe2O4 (M= Cu2+, Ni2+, Mg2+) CĨ KÍCH THƯỚC NANOMÉT Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 62440123 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN PHÚC DƯƠNG PGS.TS ĐỖ QUỐC HÙNG HÀ NỘI – 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Phúc Dương PGS.TS Đỗ Quốc Hùng Các số liệu kết luận án cơng bố báo xuất cộng Các số liệu, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà nội, ngày 27 tháng 02 năm 2018 Thay mặt tập thể hướng dẫn Tác giả luận án PGS.TS Nguyễn Phúc Dương Nguyễn Kim Thanh LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tác giả luận án xin cảm ơn chân thành sâu sắc với hai người thầy hướng dẫn PGS TS Nguyễn Phúc Dương PGS TS Đỗ Quốc Hùng hướng dẫn bảo tận tình kiến thức chuyên môn hỗ trợ vật chất tinh thần q trình thực luận án Tơi xin cảm ơn hỗ trợ kinh phí thiết thực trình thực luận án từ đề tài Quỹ Nafosted 103.02-2015.32 - Bộ Khoa học Công nghệ, Đề án hỗ trợ nghiên cứu sinh nước 911 Bộ Giáo dục Đào tạo Tôi xin cảm ơn giúp đỡ tạo điều kiện lãnh đạo Viện ITIMS, Viện Sau đại học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội để tơi hồn thành luận án Tôi xin cảm ơn giúp đỡ mặt khoa học, động viên khuyến khích mặt tinh thần từ GS TSKH Thân Đức Hiền, anh chị Tiến sĩ, nghiên cứu sinh học viên cao học Phòng thí nghiệm Nano từ Siêu dẫn nhiệt độ cao để tơi có đủ tâm kiên trì thực nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin cảm ơn Đồn quản lý học viên 871, Phòng quản lý học viên nước tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập Đồn Tơi xin cảm ơn tới thầy cơ, anh chị em đồng nghiệp khoa Hóa Lý Kỹ thuật- Học viện Kỹ thuật Quân nhiệt tình tạo điều kiện thời gian, giúp đỡ cơng việc giảng dạy tơi q trình tơi học Luận án nhận giúp đỡ thực phép đo Viện AIST, Phòng thí nghiệm Vật lý Vật liệu Từ Siêu dẫn thuộc Viện Khoa học Vật liệu; Viện Vệ sinh Dịch tễ Trung Ương; Viện nghiên cứu tia synchrotron (SLRI) Thái Lan Xin cảm ơn giúp đỡ máy móc thiết bị từ đơn vị nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng tri ân sâu sắc tới Đại gia đình gia đình nhỏ Với tình u thương vơ hạn niềm tin tưởng tuyệt đối, bố mẹ chồng hai con, anh em gia đình tơi vượt qua nhiều khó khăn để tâm hồn thành luận án Hà Nội, tháng năm 2018 Tác giả Nguyễn Kim Thanh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU iv DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHERIT SPINEN 1.1 Cấu trúc, tính chất pherit spinen mẫu khối 1.1.1 Cấu trúc tinh thể pherit spinen 1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới phân bố cation mạng tinh thể 1.1.3 Tính chất từ pherit spinen 11 1.1.3.1 Tương tác siêu trao đổi pherit spinen 11 1.1.3.2 Mômen từ pherit spinen 12 1.1.3.3 Lý thuyết trường phân tử pherit spinen .13 1.2 Các đặc tính vật liệu từ có kích thước nanomét 16 1.2.1 Dị hướng từ bề mặt 17 1.2.2 Sự suy giảm mômen từ theo cấu trúc lõi vỏ 18 1.2.3 Sự thay đổi nhiệt độ Curie 19 1.2.4 Mômen từ bão hòa phụ thuộc nhiệt độ theo hàm Bloch 19 1.2.5 Lực kháng từ phụ thuộc kích thước hạt, tính chất siêu thuận từ 20 1.3 Các nghiên cứu hệ pherit spinen hỗn hợp MFe2O4 có kích thước nanomét (M = Cu2+, Ni2+, Mg2+) 23 1.3.1 Ảnh hưởng hiệu ứng kích thước nanomét đến cấu trúc, tính chất từ 23 1.3.2 Ảnh hưởng phân bố cation đến cấu trúc, tính chất từ 30 1.3.2.1 Phân bố cation vật liệu khối CuFe2O4 MgFe2O4 30 1.3.2.2 Ảnh hưởng công nghệ chế tạo tới phân bố cation tính chất từ 31 1.3.2.4 Ảnh hưởng việc pha ion tới phân bố cation tính chất 36 1.4 Kết luận xác định nội dung nghiên cứu 40 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1 Phương pháp chế tạo hạt có kích thước nanomét 42 2.1.1 Phương pháp đồng kết tủa 42 i 2.1.2 Phương pháp tự bốc cháy 45 2.2 Thực nghiệm 47 2.2.1 Chế tạo mẫu CuFe2O4 CuxNi1-xFe2O4 có kích thước nanomét phương pháp phun sương đồng kết tủa 47 2.2.2 Chế tạo mẫu MgFe2O4 có kích thước nanomét phương pháp bốc cháy 49 2.3 Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc tính chất vật liệu 50 2.3.1 Các phương pháp nghiên cứu TGA, XRD, TEM, SEM, VSM 50 2.3.2 Nhiễu xạ tia X phổ hấp thụ tia X dùng nguồn synchrotron 52 2.3.3 Phân tích Rietveld 54 CHƯƠNG CẤU TRÚC, PHÂN BỐ CATION VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA PHERIT SPINEN CuFe2O4 CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHUN SƯƠNG ĐỒNG KẾT TỦA 57 3.1.Cấu trúc tinh thể hình thái hạt hệ mẫu CuFe2O4 có kích thước nanomét 57 3.2.Tính chất từ hệ mẫu CuFe2O4 có kích thước nanomét 65 3.3.Ảnh hưởng phân bố cation đến tính chất từ hệ CuFe2O4 có kích thước nanomét chế tạo phương pháp phun sương đồng kết tủa 75 3.4 Kết luận chương 78 CHƯƠNG 4.ẢNH HƯỞNG CỦA ION Ni2+ TỚI CẤU TRÚC, PHÂN BỐ CATION VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA PHERIT SPINEN Cu1-xNixFe2O4 CÓ KÍCH THƯỚC NANOMÉT CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHUN SƯƠNG ĐỒNG KẾT TỦA 79 4.1 Cấu trúc tinh thể, hình thái học trạng thái oxi hoá hệ Cu1-xNixFe2O4 (x= 0; 0,3; 0,5; 0,7; 1) 80 4.2 Ảnh hưởng thành phần Ni2+ tới tính chất từ hệ Cu1-xNixFe2O4 (x= 0; 0,3; 0,5; 0,7; 1) 88 4.3 Ảnh hưởng ion Ni2+ đến phân bố cation hệ mẫu Cu1-xNixFe2O4 (x= 0; 0,3; 0,5; 0,7; 1) 91 4.4 Kết luận chương 98 CHƯƠNG 5.CẤU TRÚC, PHÂN BỐ CATION VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA PHERIT SPINEN MgFe2O4 CÓ KÍCH THƯỚC NANOMÉT CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỰ BỐC CHÁY 100 ii 5.1 Phân tích cấu trúc phân tích nhiệt tiền chất (Mg,Fe) stearat C 17H35COOx(Mg, Fe) 100 5.2 Cấu trúc tinh thể kích thước hình thái hạt hệ MgFe2O4 103 5.3 Phân bố cation hóa trị MgFe2O4 chế tạo phương pháp tự bốc cháy 107 5.3.1 Hóa trị ion mẫu MgFe2O4 107 5.3.2 Phân bố cation mẫu MgFe2O4 109 5.4 Tính chất từ hệ mẫu MgFe2O4 có kích thước nanomét 111 5.4.1 Đường cong từ hóa mơmen từ bão hòa 111 5.4.2 Nhiệt độ Curie TC 117 5.4.3 Đường từ hóa FC-ZFC 119 5.4 Kết luận chương .121 KẾT LUẬN 122 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO 125 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Chữ viết tắt DTA: Phân tích nhiệt vi sai (Differential Thermal Analysis) dXRD: Kích thước hạt theo tính tốn nhiễu xạ tia X Đ.v.t.y: Đơn vị tùy ý EXAFS: Phổ cấu trúc tinh tế hấp thụ tia X (Extended X-ray absorption fine structure) FC: Làm lạnh có từ trường (Field Cooled) FESEM: Hiển vi điên tử quét phát xạ trường (Field Emission Scanning Electron Microscope) M-D: Đa đơmen (Multi-domain) SAXS: Tán xạ tia X góc nhỏ (Small Angle X-ray Scattering) S-D: Đơn đômen (Single-domain) SEM: Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope) SXRD: Phổ nhiễu xạ synchrotron (Synchrotron Radiation X-ray Powder Diffaction) TEM: Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscope) TGA: Phân tích nhiệt khối lượng (Thermo Gravimetry Analysis) TLTK: Tài liệu tham khảo VSM: Từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer) XANES: Cấu trúc bờ hấp thụ tia X (X-ray Absortion Near Edge Structure) XAS: Phổ hấp thụ tia X (X-ray Absortion Spectroscopy) XRD: Nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction) ZFC: Làm lạnh không từ trường (Zero Field Cooled) Các ký hiệu Å: Đơn vị Ångstrưm : Bước sóng tia X, thừa số phân bố cation : Độ cảm từ : Độ đảo pherit spinen : Độ rộng bán vạch phổ nhiễu xạ tia X : Số mũ độ dài tương quan iv : Số mũ tới hạn hàm Bloch : Thời gian hồi phục siêu thuận từ 2: Hệ số bình phương tối thiểu µB: Magneton Bohr 2θ: Góc nhiễu xạ tia X a: Hằng số mạng A: Phân mạng tứ diện B: Phân mạng bát diện dO-A: Khoảng cách ơxy tới vị trí A dO-B: Khoảng cách ơxy tới vị trí B Ds , Dc : Kích thước giới hạn siêu thuận từ kích thước giới hạn đơn đơmen D: Kích thước tinh thể d: Độ dày lớp vỏ phi từ g: Thừa số Lande H: Từ trường HA: Trường phân tử phân mạng A HB : Trường phân tử phân mạng B Hc : Lực kháng từ I: Mômen từ Ical: Cường độ nhiễu xạ tính tốn Iobs: Cường độ nhiễu xạ thực nghiệm J: Tích phân trao đổi JA, JB: Số lượng tử ion phân mạng A B JAA, JBB, JAB: Tương tác trao đổi phân mạng A-A, B-B AB K: Hằng số dị hướng từ tinh thể kB Hằng số Botlzmann Keff: Hằng số di hướng từ hiệu dụng Ks: Hằng số dị hướng bề mặt M: Phân tử lượng M: Kim loại hóa trị MA: Mômen từ phân mạng A v MB : Mômen từ phân mạng B Msp: Mômen từ tự phát Ms : Mơmen từ bão hòa NAA: Hệ số tương tác trường phân tử phân mạng A NAB: Hệ số tương tác trường phân tử phân mạng A B nB: Mơmen từ ngun tử tính theo magneton Bohr NBB: Hệ số tương tác trường phân tử phân mạng B Oe: Oersted (đơn vị đo từ trường) q: Nguội nhanh (quenched) RA: Bán kính lỗ trống phân mạng A RB : Bán kính lỗ trống phân mạng B Ro : Bán kính ơxi Rwp: Thừa số tin cậy S: Mômen spin s: Nguội chậm TS: Nhiệt độ tách Ta: Nhiệt độ ủ TB: Nhiệt độ khóa (Blocking temperature) TC: Nhiệt độ Curie u: Tham số ôxi V: Thể tích hạt từ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: So sánh giá trị thực nghiệm a, u so với giá trị lý thuyết [133] Bảng 1.2: Bán kính ion, bán kính lỗ trống số pherit spinen điển hình [42, 133] Bảng 1.3: Bảng phân bố ion mômen từ phân tử số pherit spinen thông dụng [26] 13 Bảng 1.4: Hằng số dị hướng từ tinh thể số pherit có cấu trúc spinen [26, 74, 83] 16 Bảng 1.5: Dị hướng từ bề mặt hạt có kích thước nanomét [120] 26 Bảng 1.6: Sự thay đổi nhiệt độ TC kích thước hạt thay đổi 27 Bảng 2.1: Tích số tan số ion kim loại [79] 43 Bảng 3.1: Hằng số mạng (a), thể tích mạng tinh thể (V), Tham số oxi (x(O)), kích thước tinh thể trung bình (D) đánh giá độ tin cậy hàm khớp Rwp , χ2 mẫu CuFe2O4 nhiệt độ khác 61 Bảng 3.2: Bảng tính tốn giá trị Ts, TB, θ từ giá trị độ từ cảm ban đầu mẫu CuFe2O4 nhiệt độ ủ khác 73 Bảng 4.1: Hằng số mạng mẫu Cu1-xNixFe2O4 (x= 0; 0,3; 0,5; 0,7; 1) tính tốn theo phổ nhiễu xạ XRD 81 Bảng 4.2: Hằng số mạng (a), thể tích mạng tinh thể (V), tham số oxi (x(O)), kích thước tinh thể trung bình (D), độ nén mạng (Δa/a) đánh giá độ tin cậy hàm khớp Rwp , χ2 mẫu Cu1-xNixFe2O4 (x= 0; 0,3; 0,5; 0,7; 1) 83 Bảng 4.3: Tỉ lệ Σ Fe2+ / Σ Fe2+ mẫu tính theo phổ XANES 88 Bảng 4.4: Phân bố cation, mơmen từ bão hòa 0K, mômen từ phân tử ηB, độ dày lớp trật tự d mẫu Cu1-xNixFe2O4 94 Bảng 5.1: Hằng số mạng (a), thể tích mạng tinh thể (V), kích thước tinh thể trung bình (D) đánh giá độ tin cậy hàm khớp Rwp, χ2 mẫu MgFe2O4 105 Bảng 5.2: Phân bố cation, mômen từ 0K mẫu pherit magiê theo hai phương pháp làm nguội 109 Bảng 5.3: Mômen từ bão hòa 0K tính theo emu/g theo số µB, nồng độ ion Mg2+ vị trí A nhiệt độ Curie mẫu pherit MgFe2O4 115 vii 9000C Nhiệt độ Curie tăng theo nhiệt độ ủ mẫu ảnh hưởng chủ yếu hiệu ứng bề mặt Với hệ Cu1-xNixFe2O4, nồng độ ion Ni2+ tăng lên mạng tinh thể làm giảm số mạng kích thước hạt Mơmen từ thay đổi theo hàm nồng độ pha tạp Ni2+ Xu hướng thay đổi khoảng nồng độ Ni2+ x từ đến 0,5 ảnh hưởng phân bố Ni2+ Cu2+ Từ nồng độ Ni2+ x> 0,5, hiệu ứng bề mặt hạt có kích thước nanomét định xu hướng suy giảm mơmen từ bão hòa Nhiệt độ Curie tăng lên tăng nồng độ ion Ni2+ thay tuyến tính theo hai xu hướng khác hai khoảng nồng độ Ni2+ x=0- 0,5 x>0,5 Với hệ MgFe2O4, nhiệt độ ủ tăng, số mạng kích thước hạt tăng Nồng độ ion Mg2+ vị trí tứ diện tăng lên 23,5 % làm mơmen từ bão hòa tăng nhanh chóng tới 63,5 emu/g với mẫu ủ nhiệt 10000C Phương pháp làm nguội nhanh cho thấy hiệu phương pháp làm nguội chậm việc làm tăng mômen từ mẫu Nhiệt độ Curie giảm nhiệt độ ủ mẫu tăng ảnh hưởng chủ yếu phân bố cation Xảy tượng canting mẫu có nồng độ ion Mg2+ vị trí tứ diện lớn 19% HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Dựa kết luận luận án, dự đốn phần việc thay ion kim hóa trị +2 có bán kính khác pherit spinen để ion nằm vị trí phân bố mong muốn Từ đó, tăng cường mơmen từ tính chất từ hệ công nghệ thiêu kết nhiệt độ cao hay phương pháp làm nguội nhanh Mục tiêu hướng tới chế tạo hệ pherit spinen từ ion kim loại giá rẻ đạt tính chất từ tốt Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp chế tạo phân bố cation lên tính chất dẫn điện tính chất tổn hao phụ thuộc tần số, mở rộng khả ứng dụng lĩnh vực vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu, triển khai sau luận án Các vấn đề giảm kích thước hạt, phân tách hạt hay tạo cấu trúc lõi vỏ giữ phân bố cation mong muốn để ứng dụng vấn đề xúc tác, xử lý môi trường hay y sinh cần tiếp tục nghiên cứu Các nghiên cứu tiền đề luận án cấu trúc tinh thể, hóa trị, phân bố cation hay tương tác hạt từ kích thước nanomét sẽ cần thiết nghiên cứu 123 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Kim Thanh, Nguyen Phuc Duong, Do Quoc Hung, To Thanh Loan, Than Duc Hien (2016) “Structural and Magnetic Characterization of Copper Ferrites Prepared by Using Spray Co-Precipitation Method”, Journal of Nanoscience and Nanotechnology 16, 7949-7954 Nguyen Kim Thanh, To Thanh Loan*, Luong Ngoc Anh, Nguyen Phuc Duong, Siriwat Soontaranoon, Nirawat Thammajak, Than Duc Hien (2016) “Cation distribution in CuFe2O4 nanoparticles: effects of Ni doping on magnetic properties”, Journal of Applied Physics 120, 142115 To Thanh Loan, Nguyen Phuc Duong, Nguyen Kim Thanh, Luong Ngoc Anh, Tran Thi Viet Nga, Than Duc Hien (2016) “Crystal Structure, Cation Distribution and Oxidation State of Spinel Ferrite Nanoparticles: A Synchrotron XRD and XANES Study”, Journal of Nanoscience and Nanotechnology 16, p7973-7977 Nguyễn Kim Thanh, Nguyễn Phúc Dương, Đỗ Quốc Hùng, Lương Ngọc Anh, Đỗ Hồng Tú, Tơ Thanh Loan, Thân Đức Hiền (2014) “Sự hình thành pha đặc trưng từ hệ hạt có kích thước nanomét CuFe2O4 chế tạo phương pháp phun sương đồng kết tủa”, Tạp chí khoa học cơng nghệ, 52 (3B) 38-44 Nguyen Kim Thanh, To Thanh Loan, Nguyen Phuc Duong, Do Quoc Hung, Luong Ngoc Anh, Than Duc Hien (2016) “Magnetic Characterization and Cation Distribution of Nanosized Magnesium Ferrites Prepared by using Combustion Method”, Proceeding of the 3rd International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology, Hanoi Nguyễn Kim Thanh, Nguyễn Phúc Dương, Đỗ Quốc Hùng, Tô Thanh Loan, Thân Đức Hiền, Dương Minh Tuân, (2015) “Ảnh hưởng việc pha tạp Ni2+ đến hình thành pha tính chất từ hệ hạt nano CuFe2O4 chế tạo phương pháp phun sương đồng kết tủa”, Kỷ yếu hợi nghị vật lý chất rắn tồn quốc lần thứ 9, TP Hồ Chí Minh Nguyen Kim Thanh, Nguyen Phuc Duong, Do Quoc Hung, To Thanh Loan, Than Duc Hien, (2014) “Structural and Magnetic Characterization of Copper Ferrites Prepared by using Spray Coprecipitation Method”, Proceeding of the 2nd International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology, Hà Nội 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Lương Ngọc Anh , LATS Nghiên cứu chế tạo tính chất ferrit spinen niken chứa Zn, Cr Y, La có kích thước nano mét, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2015 Nguyễn Kim Thanh , Trần Quang Đạt, Đỗ Quốc Hùng , Tổng hợp hạt nano ferrite Cu0.5Ni0.5Fe2O4 khảo sát số tính chất chúng, Tạp chí khoa học cơng nghệ, 50, 1A, 44–49, 2012 Phan Văn Tường, Vật liệu vô cơ, Đại học Khoa Học tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2007 Thân Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài, Từ học vật liệu từ NXB Bách khoa - Hà Nội, 2008 Trần Quang Đạt, Đỗ Quốc Hùng, Tổng hợp nghiên cứu số điện môi-độ từ thẩm phức vật liệu multiferroic BiFeO3-CoFe2O4, Tạp chí khoa học công nghệ 50, 1A, 30–36, 2012 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG ANH Ahmed, A et al.: Size-and phase-dependent structure of copper(II) oxide nanoparticles RSC Adv 5, 44, 35033–35041 (2015) Aliofkhazraei, M.: Handbook of nanoparticles In: Handbook of Nanoparticles pp 1–1426 Springer International Publishing Switzerland (2015) Amiri, S., Shokrollahi, H.: Magnetic and structural properties of RE doped Co-ferrite (RE=Nd, Eu, and Gd) nano-particles synthesized by co-precipitation J Magn Magn Mater 345, 18–23 (2013) Antao, S.M et al.: Cation ordering in magnesioferrite, MgFe2O4 to 982 degrees C using in situ synchrotron X-ray powder diffraction Am Mineral 90, 1, 219–228 (2005) 10 Bodker, F et al.: Surface effects in metallic iron nanoparticles Phys Rev Lett 72, 125 2, 282–285 (1994) 11 Balagurov, A.M et al.: Structural Phase Transition in CuFe2O4 Spinel Crystallogr Reports 58, 710–717 (2013) 12 Balzar, D.: Voigt-Function Model in Diffraction Line-Broadening Analysis Oxford University Press, New York (1999) 13 Bean, C.P., Livingston, J.D.: Superparamagnetism J Appl Phys 30, 4, S120–S129 (1959) 14 Bedanta, S.: Chapter – supermagnetism In: Handbook of Magnetic Materials Elsevier (2015) 15 Beji, Z et al.: Annealing Effect on the Magnetic Properties of Polyol-made Ni−Zn Ferrite Nanoparticles Chem Mater 22, 4, 1350–1366 (2010) 16 De Biasi, R.S.: Cation distribution and crystal anisotropy in magnesium ferrite MgFe2O4 J Mater Sci Lett 2, 7, 363–365 (1983) 17 Bingölbali, A et al.: Synthesis of magnetic multicomponent nanoparticles CuxNi1xFe2O4 J Magn Magn Mater 373, 222–225 (2015) 18 Bragg, W.H.: The structure of magnetite and the spinels Nature 95, 561 (1915) 19 Brian, H.T.: R factors in Rietveld analysis: How good is good enough? Powder Diffr 21, 67 (2006) 20 Calero-Diaz Del Castillo, V.L., Rinaldi, C.: Effect of sample concentration on the determination of the anisotropy constant of magnetic nanoparticles IEEE Trans Magn 46, PART 2, 852–859 (2010) 21 Chatterjee, B.K et al.: Influence of spherical assembly of copper ferrite nanoparticles on magnetic properties: orientation of magnetic easy axis Dalt Trans 43, 21, 7930 (2014) 22 Chen, D et al.: Preparation of high saturation magnetic MgFe 2O nanoparticles by microwave-assisted ball milling Mater Lett 82, 10–12 (2012) 126 23 Chen, Q et al.: Synthesis of superparamagnetic MgFe2O4 nanoparticles by coprecipitation J Magn Magn Mater 194, 1, 1–7 (1999) 24 Chinnasamy, C.N et al.: Magnetic properties of nanostructured ferrimagnetic zinc ferrite J Phys Condens Matter 12, 35, 7795–7805 (2000) 25 Coey, J.M.D.: Magnetism and magnetic materials CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS (2010) 26 Corliss, L.M et al.: A Neutron Diffraction Study of Magnesium Ferrite Phys Rev 90, 6, 1013–1018 (1953) 27 Cullity, B.D., Graham, C.D.: Introduction to Magnetic Materials John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA (2008) 28 Das, H et al.: Investigations of superparamagnetism in magnesium ferrite nanosphere synthesized by ultrasonic spray pyrolysis technique for hyperthermia application J Magn Magn Mater 392, 91–100 (2015) 29 Diodati, S et al.: Coprecipitation of oxalates: An easy and reproducible wetchemistry synthesis route for transition-metal ferrites Eur J Inorg Chem 5, 875– 887 (2014) 30 Doh, S.G et al.: Characteristics and synthesis of Cu-Ni ferrite nanopowders by coprecipitation method with ultrasound irradiation J Magn Magn Mater 272–276, 2238–2240 (2004) 31 Dormann, J L. ; Fiorani, D.: Magnetic properties of fine particles North–Holland, Amsterdam (1992) 32 Elshahawy, A.M et al.: Role of Cu2+ substitution on the structural and magnetic properties of Ni-ferrite nanoparticles synthesized by the microwave-combustion method Ceram Int 41, 9, 11264–11271 (2015) 33 Evans, B.J., Hafner, S.S.: Mössbauer resonance of Fe57 in oxidic spinels containing Cu and Fe J Phys Chem Solids 29, 9, 1573–1588 (1968) 127 34 Feng, J et al.: CuFe2O4 magnetic nanoparticles: A simple and efficient catalyst for the reduction of nitrophenol Chem Eng J 221, 16–24 (2013) 35 Franco, a., Silva, M.S.: High temperature magnetic properties of magnesium ferrite nanoparticles J Appl Phys 109, 7, 07B505 (2011) 36 Frenkel, J., Doefman, J.: Spontaneous and Induced Magnetisation in Ferromagnetic Bodies Nature 126, 3173, 274–275 (1930) 37 Fu, Y et al.: Copper ferrite-graphene hybrid: A multifunctional heteroarchitecture for photocatalysis and energy storage Ind Eng Chem Res 51, 36, 11700–11709 (2012) 38 Gabal, M.A et al.: A study on Cu substituted Ni-Cu-Zn ferrites synthesized using egg-white J Alloys Compd 492, 1–2, 411–415 (2010) 39 Gabal, M.A et al.: Structural and magnetic properties of nanocrystalline Ni1−xCuxFe2O4 prepared through oxalates precursors Polyhedron 30, 6, 1185– 1190 (2011) 40 Gabbott, P.: Principles and Applications of Thermal Analysis Blachwell (2008) 41 Galvão, W.S et al.: Super-paramagnetic Nanoparticles with Spinel Structure: A Review of Synthesis and Biomedical Applications Solid State Phenom 241, 2016, 139–176 (2015) 42 Goldman, A.: Modern Ferrite Technology Ed., Springer, Pittsburg (2006) 43 Gubin, S.P.: Magnetic Nanoparticles Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA (2009) 44 Haines, P.J.: Principles of Thermal Analysis and Calorimetry (RSC Paperbacks) The Royal Society of Chemistry (2002) 45 Han, Q.J et al.: Dependence of magnetization on cation distributions in the spinel ferrites Cu - XZn xFe 2O (0.0 ??? x ??? 1.0) Phys Status Solidi Appl Mater Sci 209, 4, 766–772 (2012) 128 46 Hasier, J et al.: Curie temperature determination via thermogravimetric and continuous wavelet transformation analysis EPJ Tech Instrum 4, 1, (2017) 47 Henderson, C.M.B et al.: Cation occupancies in Mg, Co, Ni, Zn, Al ferrite spinels: a multi-element EXAFS study J Phys Condens Matter 19, 76214 (2007) 48 Hendriksen, P V et al.: Finite-size effects in the magnetic properties of ferromagnetic clusters J Mater., Magn Magn 104–107, 1577 (1992) 49 Holec, P et al.: Preparation of MgFe2O4 nanoparticles by microemulsion method and their characterization J Sol-Gel Sci Technol 51, 3, 301–305 (2009) 50 Hoque, S.M et al.: Characterization of Ni-Cu mixed spinel ferrite J Magn Magn Mater 251, 3, 292–303 (2002) 51 Hoque, S.M et al.: Effect of Grain Size on Structural and Magnetic Properties of CuFePOR Nanograins Synthesized by Chemical Co-Precipitation Ieee Trans Magn 48, 5, 1839–1843 (2012) 52 http://www.slri.or.th: Synchrotron Light Research Institute 53 Hu, P et al.: Heat treatment effects on microstructure and magnetic properties of Mn–Zn ferrite powders J Magn Magn Mater 322, 1, 173–177 (2010) 54 Hung, D.Q., Ha, N.T.: Complex permittivity and permeability of composite ram rubber- Mn0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles J Sci Technol 50, 1B, 348–354 (2012) 55 Hussein, S.I et al.: Structural and magnetic properties of magnesium ferrite nanoparticles prepared via EDTA-based sol–gel reaction J Magn Magn Mater 379, 9–15 (2015) 56 Hyun, S.W.H.S.W et al.: Synthesis and Size Dependent Properties of Magnesium Ferrites IEEE Trans Magn 45, 6, 2551–2553 (2009) 57 Iqbal, M.J et al.: A study of the influence of crystallite size on the electrical and magnetic properties of CuFe2O4 Mater Res Bull 46, 11, 1837–1842 (2011) 58 J.Janicki, J Pietrzak, A.Porebska, J.S.: Mossbauer study of copper ferrite Phys 129 Status Solidi 95, 95–98 (1982) 59 Jin, Z.-Q et al.: Effective magnetic anisotropy of nanocrystalline Nd-Fe-Ti-N hard magnetic alloys Eur Phys J B 3, 1, 41–44 (1998) 60 Jung, I et al.: Critical thermodynamic evaluation and optimization of the Fe – Mg – O system Phase Transitions 65, 1683–1695 (2004) 61 Kader, S.S et al.: Effect of Temperature on the Structural and Magnetic Properties of CuFe2O4 Nano Particle Prepared by Chemical Co-Precipitation Method Int J Mater Mech Manuf 2, 1, 5–8 (2014) 62 Kaur, N., Kaur, M.: Comparative studies on impact of synthesis methods on structural and magnetic properties of magnesium ferrite nanoparticles Process Appl Ceram 8, 3, 137–143 (2014) 63 Kenfack, F., Langbein, H.: Spinel ferrites of the quaternary system Cu-Ni-Fe-O: Synthesis and characterization J Mater Sci 41, 12, 3683–3693 (2006) 64 Kenfack, F., Langbein, H.: Synthesis and thermal decomposition of freeze-dried copper-iron formates, (2005) 65 Kenneth J Klabunde, C.M.S.: Nanoscale Materials in Chemistry John Wiley & Sons, Inc (2001) 66 Khot, V.M et al.: Formation, microstructure and magnetic properties of nanocrystalline MgFe2O4 Mater Chem Phys 132, 2–3, 782–787 (2012) 67 Kirchberg, K et al.: Stabilization of Monodisperse, Phase-Pure MgFe O Nanoparticles in Aqueous and Nonaqueous Media and Their Photocatalytic Behavior J Phys Chem C 121, 48, 27126–27138 (2017) 68 Kneller, E.F., Luborsky, F.E.: Particle size dependence of coercivity and remanence of single-domain particles J Appl Phys 34, 3, 656–658 (1963) 69 Knoc, H., Dannheim, H.: Temperature Dependence of the Cation Distribution in Magnesium Ferrite phys stat sol K135, 37, K135–K137 (1976) 130 70 Kodama, R.H., Berkowitz, A.E.: Atomic-scale magnetic modeling of oxide nanoparticles Phys Rev B 59, 9, 6321–6336 (1999) 71 Koferstein, R et al.: Crystallite-growth, phase transition, magnetic properties, and sintering behaviour of nano-CuFe2O4 powders prepared by a combustion-like process J Solid State Chem 213, 57–64 (2014) 72 Kong, Z.Y et al.: The application of magnesium ferrite photocatalyst for photo treatment of methylene blue J Eng Sci Technol 10, Spec.issue4, 1–10 (2015) 73 Krishnan, V et al.: EXAFS and XANES Investigations of CuFe2O4 Nanoparticles and CuFe2O4-MO2 (M = Sn, Ce) Nanocomposites J Phys Chem C 111, 16724– 16733 (2007) 74 Kronmuller, H.: Micromagnetism in Amorphous Alloys IEEE Trans Magn 15, 5, 1218–1225 (1979) 75 Kubiak, J., Pietrzak, J.: Magnetocrystalline anisotropy of cubic copper ferrite Phys Status Solidi 67, 1, 103–108 (1981) 76 Kumar, G.R.: Synthesis, Structural and Magnetic Properties of Copper Substituted Nickel Ferrites by Sol-Gel Method Mater Sci Appl 3, 2, 87–91 (2012) 77 Lan, N.T et al.: Influences of cobalt substitution and size effects on magnetic properties of coprecipitated Co – Fe ferrite nanoparticles J Alloys Compd 509, 5919–5925 (2011) 78 Laokul, P et al.: Characterization and magnetic properties of nanocrystalline CuFe2O4, NiFe2O4, ZnFe2O4 powders prepared by the Aloe vera extract solution Curr Appl Phys 11, 1, 101–108 (2011) 79 Levitas, V.I., Samani, K.: Size and mechanics effects in surface-induced melting of nanoparticles Nat Commun 2, 284 (2011) 80 Lide, D.R.: CRC Handbook of Chemistry and Physics, 84th Edition, 2003-2004 Handb Chem Phys 53, 2616 (2003) 131 81 Liu, C et al.: Chemical control of superparamagnetic properties of magnesium and cobalt spinel ferrite nanoparticles through atomic level magnetic couplings J Am Chem Soc 122, 26, 6263–6267 (2000) 82 Loganathan, A., Kumar, K.: Effects on structural, optical, and magnetic properties of pure and Sr-substituted MgFe2O4 nanoparticles at different calcination temperatures Appl Nanosci 6, 5, 629–639 (2016) 83 MacHala, L et al.: Polymorphous transformations of nanometric iron(III) oxide: A review Chem Mater 23, 14, 3255–3272 (2011) 84 Malafaev, N.T et al.: A study on magnetocrystalline anisotropy in tetragonal copper ferrite J Magn Magn Mater 89, 1–2, 8–12 (1990) 85 Manikandan, A et al.: Hibiscus rosa-sinensis Leaf Extracted Green Methods, Magneto-Optical and Catalytic Properties of Spinel CuFe2O4 Nano- and Microstructures J Inorg Organomet Polym Mater 25, 5, 1019–1031 (2015) 86 Manikandan, A et al.: Optical and magnetic properties of Mg-doped ZnFe2O4 nanoparticles prepared by rapid microwave combustion method Superlattices Microstruct 64, 118–131 (2013) 87 Manjurul Haque, M et al.: Effect of Zn2+ substitution on the magnetic properties of Mg1-xZnxFe2O4 ferrites Phys B Condens Matter 404, 21, 3915–3921 (2009) 88 Maria, K et al.: Structural phase transformation and hysteresis behavior of Cu-Zn ferrites Int Nano Lett 3, 1, 42 (2013) 89 Marinca, T.F et al.: Structural and magnetic properties of the copper ferrite obtained by reactive milling and heat treatment Ceram Int 39, 4, 4179–4186 (2013) 90 Marinca, T.F et al.: Synthesis, structural and magnetic characterization of nanocrystalline CuFe2O4 as obtained by a combined method reactive milling, heat treatment and ball milling Ceram Int 38, 3, 1951–1957 (2012) 91 Marinoni, N et al.: In situ high-temperature X-ray and neutron powder diffraction 132 study of cation partitioning in synthetic Mg ( Fe Al ) O spinel Phys Chem Miner 38, 1, 11–19 (2011) 92 Mastai, Y.: Crystalization in Spinel Ferrite Nanoparticles, Advances in Crystallization Processes Cdn.Intechopen.Com 341–380 (2012) 93 McCusker et al, L.B.: Rietveld refinement guidelines J App Cryst 32, 36–50 (1999) 94 Millan, A et al.: Surface effects in maghemite nanoparticles J Magn Magn Mater 312, 1, L5–L9 (2007) 95 Mocanu, Z V et al.: Investigation of the functional properties of Mg x Ni1−x Fe2O4 ceramics J Mater Sci 49, 8, 3276–3286 (2014) 96 Mørup, S et al.: Uniform excitations in magnetic nanoparticles Beilstein J Nanotechnol 1, 1, 48–54 (2010) 97 Murugesan, C., Chandrasekaran, G.: Enhanced Electrical and Magnetic Properties of Annealed Magnesium Ferrite Nanoparticles J Supercond Nov Magn 28, 12, 3607–3615 (2015) 98 Muthukumarasamy, P et al.: Mossbauer study of copper-nickel and coppermanganese ferrites J Phys C Solid State Phys 15, 11, 2519 (1982) 99 Nagarajan, V., Thayumanavan, A.: MgFe O thin films for detection of ethanol and acetone vapours Surf Eng 1–10 (2017) 100 Najmoddin, N et al.: Effect of nanoconfinement on the formation, structural transition and magnetic behavior of mesoporous copper ferrite J Alloys Compd 598, 3, 191–197 (2014) 101 Nakhjavan, B et al.: Synthesis, characterization and functionalization of nearly mono-disperse copper ferrite CuxFe3−xO4 nanoparticles J Mater Chem 21, 19, 6909 (2011) 102 Neel, L.: Magnetic properties of ferrites: ferrimagnetism and antiferromagnetism 133 Ann Phys 3, 137–198 (1948) 103 Néel, M.L.: Théorie du trnage magnétique des ferromagnétiques en grains fins avec application aux terres cuites Ann Geophys 5, 99–136 (1949) 104 Newville, M.: Fundamentals of XAFS Rev Mineral Geochemistry 78, 1, 33–74 (2014) 105 Ngoc Anh, L et al.: Single Phase Formation, Cation Distribution, and Magnetic Characterization of Coprecipitated Nickel-Zinc Ferrites Anal Lett 48, 12, 1965– 1978 (2015) 106 Nishikawa, S.: Structure of Some Crystals of Spinel Group Proc Tokyo Math Soc 2nd Ser 8, 7, 199–209 (1915) 107 O’Neill, H.S.C et al.: The temperature dependence of the cation distribution in magnesioferrite (MgFe2O4) from powder XRD structural refinements and Mossbauer spectroscopy Am Mineral 77, 7–8, 725–740 (1992) 108 Ponhan, W., Maensiri, S.: Fabrication and magnetic properties of electrospun copper ferrite (CuFe2O4) nanofibers Solid State Sci 11, 2, 479–484 (2009) 109 Raghuvanshi, S et al.: On the structural and magnetic study of Mg 1−x Zn x Fe O J Phys Conf Ser 534, 12031 (2014) 110 Rietveld, H.M.: A profile refinement method for nuclear and magnetic structures J Appl Crystallogr 2, 2, 65–71 (1969) 111 Rodriguez-Carvajal, J.: FULLPROF: A Program for Rietveld Refinement and Determination by Neutron Powder Diffraction Phys B 192, 55–69 (1993) 112 Rodriguez-Carvajal, J.: Structural Analysis from Powder Diffraction Data The Rietveld Method Ec Themat Cristal neutrons 418, 73–95 (1997) 113 Roumaih, K.: High temperature X-ray diffraction study of Ni-Cu ferrite J Mol Struct 1037, 431–436 (2013) 114 Roy, S., Ghose, J.: Mössbauer study of nanocrystalline cubic CuFe2O4 synthesized 134 by precipitation in polymer matrix J Magn Magn Mater 307, 1, 32–37 (2006) 115 Šepelák, V et al.: Enhanced magnetisation in nanocrystalline high-energy milled MgFe2O4 Scr Mater 48, 7, 961–966 (2003) 116 Šepelák, V et al.: Magnetization enhancement in nanosized MgFe2O4 prepared by mechanosynthesis J Magn Magn Mater 316, SPEC ISS., 764–767 (2007) 117 Šepelák, V et al.: Nanocrystalline nickel ferrite, NiFe2O4: Mechanosynthesis, nonequilibrium cation distribution, canted spin arrangement, and magnetic behavior J Phys Chem C 111, 13, 5026–5033 (2007) 118 Šepelák, V et al.: Nonequilibrium cation distribution, canted spin arrangement, and enhanced magnetization in nanosized MgFe2O4 prepared by a one-step mechanochemical route Chem Mater 18, 1, 3057–3067 (2006) 119 Šepelák, V., Becker, K.D.: Comparison of the cation inversion parameter of the nanoscale milled spinel ferrites with that of the quenched bulk materials Mater Sci Eng A 375–377, 1–2 SPEC ISS., 861–864 (2004) 120 Shannon, R.D.: Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides Acta Crystallogr Sect A 32, 5, 751–767 (1976) 121 Shirsath, S.E et al.: Structure refinement, cation site location, spectral and elastic properties of Zn2+ substituted NiFe2O4 J Mol Struct 1024, 77–83 (2012) 122 Singh, S et al.: Effect of annealing temperature on the physical properties of Znferrite nanoparticles J Supercond Nov Magn 27, 3, 821–826 (2014) 123 Sousa, E.C et al.: Experimental evidence of surface effects in the magnetic dynamics behavior of ferrite nanoparticles J Magn Magn Mater 289, 118–121 (2005) 124 Subías, G et al.: EXAFS spectroscopic analysis of the Verwey transition in Fe3 O4 Phys Rev B - Condens Matter Mater Phys 71, 15, (2005) 125 Sumangala, T.P et al.: A study of nanosized magnesium ferrite particles with high 135 magnetic moment J Magn Magn Mater 382, 225–232 (2015) 126 Sun, Z et al.: Simple synthesis of CuFe2O4 nanoparticles as gas-sensing materials Sensors Actuators, B Chem 125, 1, 144–148 (2007) 127 Sutka, A., Mezinskis, G.: Sol-gel auto-combustion synthesis of spinel-type ferrite nanomaterials Front Mater Sci 6, 2, 128–141 (2012) 128 Swaminathan, V., Kildsig, D.O.: An examination of the moisture sorption characteristics of commercial magnesium stearate AAPS PharmSciTech 2, 4, 28 (2001) 129 Tang, X.X et al.: Copper ferrite revisited J Solid State Chem 79, 2, 250–262 (1989) 130 Tartaj, P et al.: The preparation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine J Phys D Appl Phys 36, 13, R182–R197 (2003) 131 Vasilakaki, M et al.: Susceptibility losses in heating of magnetic core/shell nanoparticles for hyperthermia: a Monte Carlo study of shape and size effects Nanoscale 7, 17, 7753–7762 (2015) 132 Wang, L et al.: Characterization and electromagnetic properties of Ni1-xCuxFe2O4 nanoparticle ferrites synthesized by using egg white Adv Powder Technol 25, 5, 1510–1515 (2014) 133 Wieser, E.: A Contribution to the Magnetic Structure of MgFe , O , by Neutron Diffraction and Mossbauer Effect Phys Status Solidi 749, 4, 749–755 (1970) 134 Wiles, D.B., Young, R.A.: A new computer program for Rietveld analysis of X-ray powder diffraction patterns J Appl Crystallogr 14, 2, 149–151 (1981) 135 Wohlfarth, E.P.: Handbook of Magnetic Materials - (1982) 136 Yang, H et al.: Photocatalytic activity evaluation of tetragonal CuFe2O4 nanoparticles for the H2 evolution under visible light irradiation J Alloys Compd 476, 1–2, 715–719 (2009) 136 137 Young, R.: The Rietveld Method, International Union of Crystallography Monographs on Crystallography, Oxford University Press (1993) 138 Zaki, H.M.: Structure , analysis and some magnetic properties for low temperature fired Ni – Cu ferrite Phys B Phys Condens Matter 407, 12, 2025–2031 (2012) 139 Zhang, X.X et al.: Magnetic relaxation of diluted and self-assembled cobalt nanocrystals J Magn Magn Mater 261, 1–2, 21–28 (2003) 140 Zlokazov, V.B., Chernyshev, V V.: MRIA - a program for a full profile analysis of powder multiphase neutron-diffraction time-of-flight (direct and Fourier) spectra J Appl Crystallogr 25, pt 3, 447–451 (1992) 141 CuFe2O4 crystal structure, lattice parameters, physical properties In: Ternary Compounds, Organic Semiconductors pp 1–4 Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg (2007) 137 ... đổi phân bố cation, nghiên cứu ảnh hưởng phân bố cation lên tính chất cấu trúc tính chất từ hạt pherit spinen hỗn hợp MFe2O4 (M=Cu 2+, Ni 2+, Mg2+) có kích thước nanomét Đối tượng nội dung nghiên. .. tính chất siêu thuận từ 20 1.3 Các nghiên cứu hệ pherit spinen hỗn hợp MFe2O4 có kích thước nanomét (M = Cu2+, Ni2+, Mg2+) 23 1.3.1 Ảnh hưởng hiệu ứng kích thước nanomét đến cấu trúc,. .. đến tính chất từ hạt pherit spinen hỗn hợp Nhận thấy vấn đề hạn chế, cần nghiên cứu sâu hơn, tác giả tập trung nghiên cứu cấu trúc, ảnh hưởng phân bố cation tới tính chất từ vật liệu pherit spinen