釓錳氧化物奈米棒之尺寸效應研究

The size effect study in GdMn2O5 nanorods

翁誠佑(Cheng-Yu Weng)

指導教授 ： 楊仲準

中原大學/理學院/物理研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6840/cycu201100627

摘要

本研究利用水熱法製作GdMn2O5 奈米棒樣品。並透過不同溫度的熱退火方
式改變奈米棒的尺寸。樣品分別以X 光粉末繞射儀、場發射穿透式電子顯微鏡
(FE-TEM)、多功能物理量測儀(PPMS)等儀器，對於結構、外觀、尺寸和磁化率
等方面進行相關分析與探討。
在本研究中，奈米棒的尺寸由FE-TEM 量測後得知分別為：52(17) nm×27(7)
nm、67(18) nm×34(8) nm、80(28) nm×35(11) nm 和206(77) nm×107(40) nm。由
選區電子繞射實驗中，可以發現其中奈米的長軸對應著晶體的a 軸方向。在交
流磁化率實驗中，發現尺寸為80(28) nm×35(11) nm 和206(77) nm×107(40) nm
的奈米棒，在40 K 具有一磁化率峰。另一方面，有效磁矩與樣品長軸和Mn3+
Pyr
-O(3)-Mn4+
Oct 鍵長有關。這顯示樣品的的確受奈米尺寸效應的影響。其發生磁
有序的臨界尺寸介於a 軸為80 到67 nm 之間。

關鍵字

水熱法 ； 多鐵材料 ； 尺寸效應

並列摘要

In this study, hydrothermal method was employed to synthesis the GdMn2O5
nanorods. Different rod sizes were growth by annealing procedure in different
temperatures. X-ray, FE-TEM and PPMS were used to characteristic the crystal
structure, appearance, size and magnetic susceptibility of these obtained samples.
The four sizes and appearance of GdMn2O5 nanorods are identified by FE-TEM
images and labeled in length × width as 52(17) nm×27(7) nm, 67(18) nm×34(8) nm,
80(28) nm×35(11) nm and 206(77) nm×107(40) nm. A magnetic susceptibility peak
appeared at around 40 K in both 80(28) nm×35(11) nm and 206(77) nm×107(40) nm
samples. SAED experiments also revealed the long axis is corresponding to the a-axis
of the crystal. We found the effect magnetic moment are correlated with the length of
long axis and Mn3+
Pyr -O(3)-Mn4+
Oct bound length. This implies the size effect is
controlled the magnetic behavior of GdMn2O5 nanorod system. And critical size of
GdMn2O5 nanorods is in between 80 and 67 nm along a axis.

並列關鍵字

Multiferroic ； Size effect ； Hydrothermal

參考文獻

論文, (2000)

October 38-43 (2010)

[4] Nicola A. Hill, J. Phys. Chem. B, 104, 6694-6709 (2000)

VOL. 426, 55-58 (2003)

[10] W. Prellier, M. P. Singh and P. Murugavel, J. Phys.：Condens. Matter 17 ,