俄罗斯科学家研究出了一种用于合成电子材料的新方法

六角形钡铁氧体是基于氧化铁的最常见材料之一。由于科学家不断改变六价铁氧体的参数,并通过试验该材料的特性,使其实际潜力正在不断增长。例如,南乌拉尔国立大学的研究人员合成了六价铁氧体,其中铁离子被钛离子替代。以前,没有人证明过用这种方式获得单相材料的可能性。这项研究的结果发表在《磁性与磁性材料杂志》第二个四分位数的著名杂志之一中。

一种生产单相六价铁氧体的新方法

获得六角形铁氧体是南乌拉尔国立大学国际磁性氧化物材料实验室的主要工作领域。 科学家们研究了数年的其他化学元素离子,铁离子如何影响六价铁氧体的性能。 这些材料今天已成功使用,尤其是在微波电子领域积极使用它们以防止微波辐射。 另外,基于氧化铁,六价铁氧体的材料也被用作永磁体。

六价铁氧体对科学家来说很有趣,因为通过他们的例子,人们可以研究不同能量状态下铁离子交换相互作用的性质。 专家会更改六铁氧体的电气和磁性特性,以便更深入地了解磁性有序的性质以及与电磁场相互作用的特征。这是通过更换铁离子完成的。 通常它们被等价阳离子取代,即具有相同电荷的阳离子。 但是南乌拉尔国立大学的科学家在他们的研究中决定采用稀有的异价取代。 此外,没有像其他同事那样使用两个2+和4+取代基离子,而是合成了钛离子4+被异价取代的六价铁酸钡。 据推测,这会导致一部分铁离子转变为亚稳态2+状态,这是六价铁酸盐的特征。

“我们已经获得证据表明,可以用钛进行异价取代的单相材料生产。 在分析磁性结构和电荷排序时,发现在室温下实现铁离子2+的清晰电荷状态是一项不可能的任务。系统的能量状态照样“掩盖”了铁的电荷状态,而没有揭示2+的氧化态。但是,当温度降低时,可以明确确定在哪个阴离子环境中铁离子(当被钛4+取代时)在能量上“有益”变为2+,并保持在3+氧化态。 南乌拉尔国立大学磁性氧化物材料实验室的负责人 丹尼斯·文尼克 说,中子衍射和电荷有序数据的结合将解释异价取代过程中铁离子的磁和电有序性质的模型。

国际科学界的兴趣

这项研究是与白俄罗斯国家科学院(明斯克),联合核研究所(杜布纳),圣彼得堡国立大学等为代表的国际合作下进行的。芬兰和捷克共和国的科学家还参与了钛离子在异价取代过程中对六价铁酸钡的影响的研究。该研究在俄罗斯基础研究基金会与白俄罗斯基金会的项目框架中获得了独特的成果。数据是基础数据,需要进一步研究,丹尼斯·文尼克说:

从最初的结果来看,这个方向是有希望的。 计划有条不紊的进行实验-主要是中子衍射实验和莫斯鲍尔研究可在高达液氦沸点的宽温度范围内进行研究。 这将合并并分析结果。”

南乌拉尔国立大学科学家及其同事获得的结果可能会用于材料科学,例如,用于无线电电子功能材料的开发。

南乌拉尔国立大学是一所数字化转型的大学,正在对科学和技术发展的大多数优先领域进行创新研究。 材料科学领域的研究是南乌拉尔国立大学与数字生态产业一起发展科学和教育活动的三个战略方向之一。

南乌拉尔国立大学是5-100项目的参与者,该项目旨在提高俄罗斯大学在世界领先的研究和教育中心中的竞争力。

达里亚· 齐姆巴柳克 照片:维多利亚·马特维楚克
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