نویسندگان

• احمد پوربافرانی
• پرویز کاملی
• هادی سلامتی

چکیده

  در این مقاله نمونه­های حجمی و لایه­های نازک فریت استرانسیوم مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. بزرگ بودن مقاومت ویژه در فریت استرانسیوم، تلفات ناشی از جریانهای گردابی را کاهش داده و به همین جهت، می‌توان از آن در مدارهای مغناطیسی مخصوص فرکانسهای بزرگ، استفاده کرد. از طرف دیگر خاصیت مغناطیسی دائم فریت استرانسیوم نیز بسیار مورد توجه است. در ابتدا به فرآیند تهیه نمونه­های حجمی فریت استرانسیوم به روش حالت جامد می­پردازیم. برای به دست آوردن خواص مغناطیسی بهتر، در ساخت نمونه­ها از عامل استوکیومتری (n) یعنی نسبت / SrO 3 O 2 Fe به مقدار 25/5 استفاده شد. برای کنترل رشد دانه­ها در ساختار نمونه­ها از افزودنیهای CaO و 2 SiO استفاده کردیم. نمونه­ها به دو صورت همسانگرد و ناهمسانگرد تهیه شدند. برای تهیه نمونه­های ناهمسانگرد از میدان مغناطیسی حدود T 1 برای جهت دهی دانه­ها در حین پرس نمونه­ها، استفاده شده است. سپس به منظور بررسی و مقایسه خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه­های همسانگرد و ناهمسانگرد از پراش پرتو x ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تحلیل EDAX و مغناطیس سنج استفاده شد. نتایج نشان می‌دهند که در اثر اعمال میدان، خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه­های ناهمسانگرد به طور قابل ملاحظه، بهبود می­یابد که دلیل آن چرخش ذرات در اثر اعمال میدان، هنگام پرس کردن نمونه است. در مرحله بعد با استفاده از نمونه­های حجمی، لایه­های نازک فریت استرانسیوم را به روش تپش لیزری (PLD) تهیه کردیم. در تهیه لایه نازک از زیرلایه (111) Si استفاده شد. سپس بررسی ساختار لایه­ها را توسط پراش پرتو x ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تحلیل EDAX انجام دادیم. این بررسیها روی نمونه­های مختلف نشان دادکه برای تشکیل فاز بلوری فریت استرانسیوم باید دمای زیرلایه بالاتر از ˚ C 800 انتخاب شود. شرایط بهینه برای ساخت لایه­های نازک فریت استرانسیوم، در دمای زیر لایه ˚C 840 و فشار اکسیژن mtorr 75 به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

• فریت استرانسیوم
• استوکیومتری
• خواص ساختاری و مغناطیسی
• لایه نشانی به روش تپش لیزری

عنوان مقاله [English]

Preparation and investigation of bulk and thin film samples of strontium ferrite

نویسندگان [English]

• A Poorbafrani
• P Kameli
• H Salamati

چکیده [English]

  In this article, bulk and thin film samples of strontium ferrite have been studied. Due to the high electrical resistivity in strontium ferrite, energy loss due to eddy currents reduces and because of this, it can be used in high frequency magnetic circuits. On the other hand, strontium ferrite has attracted much attention as a permanent magnet. At first, we study the preparation process of bulk samples of strontium ferrite by a solid state reaction technique. In preparation of samples, to optimize the magnetic properties, we have used the stoichiometry factor (n = Fe2O3 / SrO) of 5.25. In addition, we have used additives such as CaO and SiO2 to control grain growth. The samples have been prepared in two series: Isotropic and Anisotropic. For preparation of anisotropic samples, the magnetic field of 1T has been used for orientation of the grains during the press. Then, X-ray diffraction, Scanning Electron Microscopy (SEM), EDAX analysis and Magnetometer, was used for analyzing and comparing of structural and magnetic properties of isotropic and anisotropic samples. The results indicate that, due to the applied magnetic field, the structural and Magnetic properties of anisotropic samples improved efficiently because of the orientation of the grains during the press. In the next stage, we used bulk samples to prepare strontium ferrite thin films by Pulsed Laser Deposition technique (PLD). The Si (111) substrate has been used to prepare the thin films. Then we have studied the microstructure of thin films by X-ray diffraction, SEM and EDAX analysis. These studies on different samples show that for the preparation of crystalline phase of strontium ferrite thin films, the substrate temperature must be higher than 800˚C. The optimum conditions for preparation of strontium, ferrite thin films have been achieved on the substrate temperature of 840˚C and oxygen pressure of 75 mtorr.

کلیدواژه‌ها [English]

• strontium ferrite
• stoichiometry
• structural and magnetic properties
• Pulsed Laser Deposition (PLD)