IJS - Odsek za sintezo materialov

Slovensko   English

Novice

Kontakt

 

Vodja odseka

prof. dr. Darko Makovec
darko.makovec@ijs.si 
Telefon: (01) 477 35 79 
 

 

Tajništvo 

Bernarda Anželak
bernarda.anzelak@ijs.si 
Telefon: (01) 477 33 23

Struktura nanodelcev

 

Zardi majhne velikosti in velikega razmerja med površino in volumnom, se nanodelcem spremenijo lastnosti. Mi smo se osredotočili predvsem v sistematično raziskave vpliva končne dimenzije na strukturne lastnosti nanodelcev.

 

V preteklosti so bili predmet naših raziskav različni spinelni nanodelci (ZnFe2O4, MnZnFe2O4, CoFe2O4). Pri spinelni nanodelcih se struktura prilagodi njihovi majhni velikosti s sistematično selitvijo posameznih kationov med obema podmrežama. Na primer, v grobozrnatem ZnFe2O4 so vsi atomi Zn na tetraedrsko koordiniranih mestih, medtem ko so atomi Fe na oktaedrsko koordiniranih mestih. Če pa ZnFe2O4 pripravimo v obliki nanodelcev, se z manjšanjem njihove velikosti vse večji delež atomov Zn seli na oktaedrska mesta (ob sočasni selitvi atomov Fe na tetraedrska mesta). Lokalno strukturo nanodelcev smo zasledovali z metodami rentgenske absorpcijske spektroskopije (EXAFS, XANES) v sodelovanju s kolegi Odseka za fiziko nizkih in srednjih energij.

 

Ker je struktura mešanih oksidov vezana na njihovo sestavo, se sprememba v strukturi nanodelcev odraža tudi na njihovi sestavi. Na primer, zaradi strogo določene strukture ima grobozrnat ZnFe2O4 ostro določeno sestavo z razmerjem med Zn in Fe točno 0,5. Večja fleksibilnost v strukturi nanodelcev ZnFe2O4 (prehajanje Zn med tetraedrskimi in oktaedrskimi mesti in atomov Fe v obratni smeri) pa omogoča, da sintetiziramo nanodelce s sestavo, ki v grobozrnatem materialu sploh ni mogoča. Tako smo lahko sintetizirali nanodelce cinkovega ferita velikosti 8 nm z razmerjem Zn / Fe med 0 in ~ 0,8.

 

Visokoločljivostna elektronsko mikroskopska posneteka nanodelcev MnZnFe2O4.

 

V zadnjem času so v ospredju strukturne lastnosti nanodelcev heksaferitov. Nanodelci imajo obliko približno 10 nm širokih in le 3 nm debelih ploščic. Predvsem zaradi zelo majhne debeline v primerjavi z velikostjo osnovne celice heksagonalne strukture, izkazujejo  nanodelci znatno drugačno strukturo in mnogo slabše magnetne lastnosti od grobozrnatega materiala.

 

Visokoločljivostni elektronsko mikroskopski posnetek nanodelca barijevega heksaferita vzdolž smeri <120>.

IJS - Odsek za sintezo materialov