L'étude des oxydes de fer complexes pour créer de nouveaux matériaux fonctionnels est l'un des domaines d'investigation les plus en développement pour les scientifiques de SUSU. Les propriétés physiques des systèmes complexes d'oxyde de fer peuvent être modifiées en modifiant la composition chimique. Cela permet de retracer les effets fondamentaux qui surviennent lorsque les ions sont remplacés. Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont choisi d'étudier les ferrites à structure spinelle, changer leurs propriétés magnétiques par la modification de leur composition chimique en remplaçant les ions de fer. Les résultats de leurs recherches ont été publiés dans Nanomatériaux .

Les chercheurs, un groupe international comprenant des scientifiques de SUSU et leurs collègues de Biélorussie, L'Arabie saoudite et l'Inde ont examiné les ferrites du système Co-Ni avec double substitution des ions fer par des ions thulium et terbium. Les chimistes se sont intéressés aux propriétés magnétiques des composés étudiés qui se manifestent dans les ferrites lors du passage à l'échelle nanométrique.

Au cours de l'étude, les scientifiques ont établi les particularités de la distribution des ions substitués dans la structure du spinelle ferrite. La pertinence de l'étude était due à la corrélation entre la distribution des ions substituants dans le spinelle ferritique et son influence sur les propriétés magnétiques dans des conditions de double substitution des ions fer par des ions Tm et Tb comparables en rayon.

« Les échantillons ont été synthétisés via la méthode sol-gel, qui permet la création d'oxydes complexes à l'échelle nanométrique. Cependant, une assistance ultrasonore a été appliquée lors de la synthèse, ce qui nous a permis d'obtenir une répartition plus homogène des ions de substitution et de réduire la taille moyenne des cristallites, " a déclaré le chimiste de SUSU, le Dr Denis Vinnik.

La synthèse a été réalisée par des scientifiques d'Arabie saoudite. L'étude des paramètres microstructuraux et des propriétés magnétiques des spinelles de ferrite nanométriques a été réalisée au Centre de recherche et d'enseignement en nanotechnologie de SUSU. Par conséquent, Les spécialistes ont identifié une caractéristique intéressante des oxydes à l'étude :avec l'augmentation du degré de substitution des ions fer par des ions à grands rayons, le paramètre de cellule unitaire a diminué, bien que théoriquement, il aurait dû augmenter.

"Nous avons suggéré que cette anomalie pourrait être le résultat de l'effet de compression de surface des nanocristallites. Ainsi, la diminution de la taille des cristallites résultant de la substitution par les ions Tm et Tb a conduit à une augmentation de la fraction de couche superficielle. Cette, comme nous le savons, peut conduire à l'effet de compression de surface dans les cristallites à l'échelle nanométrique, et en conséquence, la déformation de la maille élémentaire, " a déclaré Alexeï Trukhanov, chercheur principal du SUSU Nanotechnology Research and Education Centre.

Pour l'instant, les études sont théoriques, mais ils peuvent servir de base pour compléter d'autres études sur la synthèse de composés d'oxydes de fer complexes et la correction de leurs propriétés. Les plans des scientifiques incluent l'étude des propriétés fonctionnelles des spinelles de ferrite dans l'absorption du rayonnement électromagnétique.

Les scientifiques ont noté que les composés chimiques peuvent être utilisés en électronique pour la création de capteurs ainsi qu'en biomédecine pour l'administration ciblée de médicaments ou la visualisation de contraste.