Cấu trỳc tinh thể của vật liệu ferit spinel

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) chế tạo và nghiên cứu tính chất quang từ của vật liệu spinel cofe2o4 cấu trúc nano (Trang 26 - 28)

Chương 1 : TỔNG QUAN

1.3. Cấu trỳc tinh thể của vật liệu ferit spinel

Cỏc ferit spinel cú cụng thức chung là MeFe2O4. Ở đõy Me là cỏc kim loại húa trị 2+ như: Fe2+, Mn2+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Mg2+... Hỡnh 1.5 mụ tả cấu trỳc tinh thể của ferit spinel.

Hỡnh 1.5. Cấu trỳc tinh thể của vật liệu ferit spinel [5].

Ferit spinel là thuật ngữ dựng để chỉ loại vật liệu cú hai phõn mạng mà cỏc tương tỏc giữa chỳng là phản sắt từ hoặc ferit từ [7]. Với bỏn kớnh ion của oxy là 0,132 nm lớn hơn rất nhiều so với bỏn kớnh ion của cỏc kim loại trong cấu trỳc (0,06 ữ 0,091 nm) do đú ion oxy trong mạng hầu như nằm sỏt nhau và tạo thành một mạng lập phương tõm mặt xếp chặt [7].

.Cỏc ion kim loại trong mạng spinel chia thành hai nhúm:

Nhúm tứ diện (A): Mỗi ion kim loại được bao bởi 4 ion oxy, ở nhúm này cú 64 vị trớ trống và cú 8 ion kim loại chiếm chỗ, hay vị trớ trống nhiều hơn.

Nhúm bỏt diện (B): Mỗi ion kim loại được bao bởi 6 ion oxy, ở nhúm này cú 32 vị trớ trống và cú 16 ion kim loại chiếm chỗ.

Tựy thuộc vào sự phõn bố cation, cú ba dạng cấu trỳc spinel: - Spinel thuận: Tất cả cỏc ion kim loại Me2+ nằm ở vị trớ tứ diện (A), cỏc ion Fe3+ nằm ở vị trớ bỏt diện (B). Thụng thường, cỏc ferit này được viết dưới dạng:

Bảng 1.1. Thụng số bỏn kớnh của một số ion kim loại [17].

Ion Bỏn kớnh (nm) Fe2+ 0,083 Fe3+ 0,067 Co2+ 0,072 Mn2+ 0,091 Zn2+ 0,082

Me2+[Fe23+]O42-. Vớ dụ ZnFe2O4 và CdFe2O4 ...

- Spinel đảo: Tất cả cỏc ion M2+ nằm ở vị trớ bỏt diện (B), cỏc ion Fe3+ phõn chia đều ở hai vị trớ A và B.Cỏc ferit này được viết dưới dạng: Fe3+[ Me2+ Fe3+]O42-. Vớ dụ NiFe2O4 và CoFe2O4 ...

- Spinel hỗn hợp: Cỏc cation Me2+ và Fe3+ cú thể đồng thời phõn bố ở hai vị trớ A và B. Kiểu cấu trỳc này được mụ tả qua biểu thức sau:

My2+Fe1-y3+[M1-y2+Fe1+y3+]O42-

với 0 ≤ y ≤ 1, y là số lượng ion Fe3+ chiếm vị trớ tứ diện (A), được đặc trưng bởi độ đảo của ferit [7].

Sự phõn bố ion trong ferit spinel chủ yếu phụ thuộc vào độ lớn bỏn kớnh cỏc ion [7]. Do lỗ trống ở vị trớ tứ diện bộ hơn lỗ trống bỏt diện, cho nờn cỏc ion cú bỏn kớnh nhỏ, cú xu hướng chiếm ở vị trớ A. Cỏc ion húa trị 3+ thường cú bỏn kớnh nhỏ hơn ion húa trị 2+. Do đú, ferit spinel cú xu hướng tạo nờn spinel đảo.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) chế tạo và nghiên cứu tính chất quang từ của vật liệu spinel cofe2o4 cấu trúc nano (Trang 26 - 28)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(69 trang)