view in publisher's site

Scanning probe microscopy study of cobalt ferrite-barium titanate coreshell magnetoelectric nanoparticles

Highlights•Study of magnetism of coreshell magnetoelectric nanoparticles.•Phase image based scanning probe microscopy of coreshell configurations.•Presence of an intermediate region between the core and shell phases.•The cobalt ferrite core increases the crystallinity of the barium titanite shell.•Occurrence of cobalt ferrite Lattice distortion in the barium titanate matrix.AbstractCobalt ferrite – barium titanate coreshell composite nanoparticles are an important part of the emerging field of magnetoelectric materials. Understanding the structure of these nanoparticles is vital towards controlling and adjusting their key properties for specific applications. Although transmission electron microscopy can reveal nanoparticle size, shape, and crystallinity, key information regarding the magnetic properties and the compositional makeup of the coreshell configuration remains elusive at nanoscale. This paper covers the use of scanning probe microscopy to directly measure these features using topography imaging, magnetic force imaging, and phase imaging. This technique provides significant insights into the intrinsic magnetoelectric coupling between the magnetostrictive cobalt ferrite core and the piezoelectric barium titanate shell. Particularly, this technique was applied to obtain phase images that directly exhibited the coreshell configuration, including an intermediate transition region between the core and the shell. The samples examined include 20 nm and 50 nm cobalt ferrite-barium titanate coreshell nanoparticles fabricated via co-precipitation and sol–gel synthesis. The results revealed a cuboid shape for the cobalt ferrite cores, and an oval shape for the cobalt ferrite-barium titanate coreshell nanoparticles. This result was confirmed by transmission electron microscopy. Additionally, the paper comprehensively analyzes the samples in their powder form via X-ray diffraction. The results indicate that the crystallinity of barium titanate is enhanced as the cobalt ferrite concentration is increased because of heterogeneous nucleation requiring a lower nucleation barrier compared to homogeneous nucleation.

مطالعه میکروسکوپی پراب اسکن نانوذرات مغناطیسی فریت کبالت - باریم تیتانات

نقاط اوج - مطالعه مغناطیس نانوذرات مغناطیسی هم مرکز. میکروسکوپ پروبی اسکن مبتنی بر تصویر فاز از پیکربندی‌های هم‌محور. حضور یک منطقه میانی بین فازه‌ای هسته و پوسته. هسته فریت کبالت، بلورینگی پوسته تیتانیت باریم را افزایش می‌دهد. وقوع اعوجاج فریت کبالت در ماتریس تیتانات باریم. نانوذرات کامپوزیت فریت باریم - باریم تیتانات بخش مهمی از میدان در حال ظهور مواد مغناطیسی هستند. درک ساختار این نانوذرات برای کنترل و تنظیم ویژگی‌های کلیدی آن‌ها برای کاربردهای خاص ضروری است. اگر چه میکروسکوپ الکترونی انتقالی می‌تواند اندازه، شکل و بلورینگی نانوذرات را نشان دهد، اطلاعات کلیدی در مورد خواص مغناطیسی و ترکیب ترکیبی پیکربندی کورسم در مقیاس نانو پیچیده باقی می‌ماند. این مقاله استفاده از میکروسکوپ پروپ اسکن را پوشش می‌دهد تا مستقیما این ویژگی‌ها را با استفاده از تصویربرداری توپوگرافی، تصویربرداری نیروی مغناطیسی و تصویربرداری فازی اندازه‌گیری کند. این تکنیک دیدگاه‌های قابل‌توجهی را در مورد جفت شدگی مغناطیسی بین هسته فریت کبالت مغناطوتنگستریکتیو و پوسته تیتانات باریم پیزوالکتریک ارایه می‌دهد. به خصوص، این تکنیک برای به دست آوردن تصاویر فازی به کار گرفته شد که به طور مستقیم پیکربندی کورسورت، شامل یک ناحیه گذار میانی بین هسته و پوسته را نشان می‌داد. نمونه‌های بررسی شده شامل نانوذرات فریت کبالت ۲۰ و ۵۰ نانومتر - تیتانات باریم است که از طریق هم رسوبی و سنتز سل - ژل ساخته شده‌اند. نتایج، یک شکل cuboid را برای هسته فریت کبالت و شکل بیضی را برای نانوذرات فریت کبالت - باریم تیتانات کورسجن نشان دادند. این نتیجه با میکروسکوپ الکترونی عبوری تایید شد. علاوه بر این، این مقاله به طور جامع نمونه‌ها را به شکل پودر شان از طریق پراش اشعه ایکس تحلیل می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که بلورینگی تیتانات باریم با افزایش غلظت فریت کبالت به دلیل جوانه زنی ناهمگن که به مانع جوانه زنی پایین‌تر در مقایسه با جوانه زنی همگن نیاز دارد، افزایش می‌یابد.
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.