控制复杂氧化物系统的磁性能

对铁的复杂氧化物的研究以创造新的功能材料是 SUSU 科学家发展最激烈的研究领域之一。复杂的氧化铁系统的物理性质可以通过改变化学成分来改变。这使得追踪离子被替换时出现的基本效应成为可能。在一项新研究中，研究人员选择研究尖晶石结构的铁氧体，通过取代铁离子改变其化学成分来改变其磁性。他们的研究结果发表在《纳米材料》上。

研究人员是一个国际小组，包括来自 SUSU 的科学家和他们来自白俄罗斯、沙特阿拉伯和的同事，他们研究了 Co-Ni 系统的铁氧体，其中铁离子被铥和铽离子双重取代。化学家对所研究化合物的磁性感兴趣，这些化合物在向纳米尺度过渡期间表现在铁氧体中。

在研究过程中，科学家们确定了铁氧体尖晶石结构中取代离子分布的特点。该研究的相关性是由于铁氧体尖晶石中取代离子的分布与其在铁离子被半径相当的 Tm 和 Tb 离子双重取代的条件下对磁性能的影响之间存在相关性。

“样品是通过溶胶-凝胶法合成的，这可以产生纳米级复合氧化物。然而，在合成过程中应用了超声波辅助，这使我们能够实现更均匀的替代离子分布并降低平均尺寸微晶，”SUSU 化学家 Denis Vinnik 博士说。

该合成是由沙特阿拉伯的科学家进行的。SUSU纳米技术研究和教育中心对纳米铁氧体尖晶石的微观结构参数和磁性能进行了研究。结果，专家们发现了所研究氧化物的一个有趣特征：随着铁离子被大半径离子取代度的增加，晶胞参数降低，尽管理论上应该增加。

“我们认为这种异常可能是纳米微晶表面压缩效应的结果。因此，由 Tm 和 Tb 离子取代导致的微晶尺寸减小导致表面层分数增加。正如我们所知，可能导致纳米级微晶表面压缩的影响，从而导致晶胞变形，”SUSU 纳米技术研究和教育中心高级研究员 Aleksey Trukhanov 说。

目前，这些研究是理论上的，但它们可以作为完成复杂氧化铁化合物合成及其性质校正的进一步研究的基础。科学家的计划包括研究铁氧体尖晶石在吸收电磁辐射方面的功能特性。

科学家们指出，这些化合物可用于电子产品中以制造传感器，也可用于生物医学中的药物靶向递送或对比可视化。

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