Sol-Jel Metodu ile Hazırlanmış Nikel Katkılı Zno Nanotozların Manyetik Özelliklerinin İncelenmesi

Bu çalışmada, Nikel katkılı Zn0.95Ni0.05O nano tozları sol-jel sentez metodu kullanılarak hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Nikel katkılı ZnO nanotozlarının kristal yapıları X-Işını Kırınımı (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) teknikleriyle incelenmiş olup, katkılanmış ZnO nano parçacıkların NiO safsızlık pikiyle birlikte altıgen wurtzite yapıda olduğu görülmüştür. Elde edilen örneklerin manyetik özellikleri, Fiziksel Özellikleri Ölçme Sistemi (PPMS) aracılığıyla belirlenmiştir. ZnNiO nanotozlarının sabit bir manyetik alan altında (FC) ve herhangi bir manyetik alan olmaksızın soğutma (ZFC) ölçümleri yapılarak mıknatıslanmanın sıcaklıkla değişimi incelenmiştir. Bu çalışmada, farklı ön ısıl işlem süresinin kristal yapıdaki kusurların sayısında meydana getireceği değişimi ve dolayısıyla manyetizasyondaki değişim oda sıcaklığında incelenmiştir. Ayrıca farklı sıcaklıklarda manyetik alana (H) bağlı olarak mıknatıslanmadaki (M) değişim ölçümleri yapılmıştır. Oda sıcaklığındaki PPMS sonuçlarından, örneklerin ferromanyetik davranış sergiledikleri görülmüştür. Ayrıca Elektron Spin Rezonans (ESR) ya da diğer bir deyişle Elektron Paramagnetik Rezonans (EPR) tekniği kullanılarak oda sıcaklığında Zn0.95Ni0.05O nano tozlarının manyetik davranışları hakkında ilave sonuçlar elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler:

ZnO nanotozlar, manyetizasyon

Investigation of Magnetic Properties of Nickel Doped Zno Nanoparticles Via Sol-Gel Method

In this study, Ni-doped ZnO nano powders were synthesized by the sol-gel technque. Crystallite structureof the Ni-doped ZnO nanopowders was investigated by employing of X-ray diffraction (XRD) andscanning electron microscopy (SEM) technique. The measurements obtained from XRD and SEM showthat the Ni-doped ZnO has wurtzite structures with NiO secondary phases. Physical propertiesmeasurement system (PPMS) was used to investigate magnetic properties of the Zn0.95Ni0.05Onanoparticles. The variation of magnetization due to the effect of temperature for all samples wasinvestigated by the zero field cooling (ZFC) and the field cooling (FC). In this study, the change in themagnetization due to the different pre-heated time was investigated at room temperature. Themagnetization (M) versus applied field (H) study was performed at different temperatues. The outcomesof the PPMS measurements indicated that the Ni-doped ZnO samples showed ferromagnetic behaviour atroom temperature. Electron Spin Resonance (ESR) or known as Eletctron Paramagnetic Resonance (EPR) technique was also used to obtain the additional results about the magnetic behaviour of the Zn0.95Ni0.05Onano samples at room temperature.

Keywords:

ZnO nanopowder magnetization, medical imaging,

PDF

___

Reference 1: Z. F. Wu, Y. J. Cao, F. Zhang (2013), “Synthesis and magnetic properties of Cr doped ZnO films via radio frequency plasma deposition”, Vacuum, Cilt 90, pp. 6-9.
Reference 2: R. Krithiga, S. Sankar, G. Subhashree (2014), “Room temperature diluted magnetism in Li, Na and K co-doped ZnO synthesized by solution combustion method”, Superlattice and Microstructures, Cilt 75, pp. 621-633.
Reference 3: M. L. Dinesha, H. S. Jayanna, S. Ashoka, G. T. Chandrappa (2009) “Effect of Fe doping concentration on electrical and magnetic properties of ZnO nanoparticles prepared by solution combustion method”, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials, Cilt 11, pp. 964-969.
Reference 4: R. Saleh, S. P. Prakoso, A. Fishli (2012) “The influence of Fe doping on the structural, magnetic and optical properties of nanocrystalline ZnO particles” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Cilt 324, pp. 665-670.
Reference 5: K. Xu, C. Liu, R. Chen, X. Fang, X. Wu, J. Liu (2016) “Structural and room temperature ferromagnetic properties of Ni doped ZnO nanoparticles via low-temperature hydrothermal method”, Physica B, Cilt 502, pp. 155-159.
Reference 6: B. Khalil, H. Labrim, O. Mounkachi, B. Belhorma, A. Benyoussef, A. El Kenz, E. Ntsoenzok (2012) "Origin of magnetism from native point defects in ZnO",Journal Superconductivity and novel Magnetism, Cilt 4(25), pp. 1145–1150.
Reference 7: N. Doğan, A. Bingolbali, L. Arda (2015) "Preparation, structure and magnetic characterization of Ni doped ZnO nano-particles" Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Cilt 373, pp. 226-230.
Reference 8: B. D. Cullity (1976) “Elements of X-ray Diffraction" Additison-Wesly publishing Co. Inc. Bölüm 14.
Reference 9: L. Arda, M. Açıkgöz, A. Güngör (2012) “Magnetic and Microstructure Properties of Ni-Doped ZnO Films and Powder by Sol–Gel Process”, Journal Superconductivity and novel Magnetism, Cilt 25, pp. 2701-2705.