釹錳氧化物奈米棒之尺寸效應研究

Size effect of NdMn2O5 nanorods

簡哲安(ZHE-AN JIAN)

指導教授 ： 楊仲準

中原大學/理學院/物理研究所/碩士(2013年)

https://doi.org/10.6840/CYCU.2013.00380

摘要

本論文以水熱法合成純相之NdMn2O5 奈米棒，經由熱退火後可以得到6組樣品分別為68(36) nm × 31(14) nm、73(35) nm × 32(12) nm、78(30) nm × 33(8) nm、95(36) nm × 40(12) nm、122(48) nm × 54(16) nm、249(46) nm × 142(36) nm之樣品。 由TEM高解析度圖與選區電子繞射比對後，可得知NdMn2O5 奈米棒的長軸皆為c軸，因此以來代表其材料編號與結構特性。在磁性量測上， = 249(46) nm的樣品具有反鐵磁性，而較小之樣品皆不具反鐵磁性。因此其磁性與粒徑有關。由實驗得知其臨界粒徑應介於 = 122(48) nm 與 = 249(46) nm之間。此外，在低溫下的磁性量測亦顯示樣品 = 249(46) nm之反鐵磁性可以被外加70000 Oe的磁場完全抑制。在磁滯曲線的量測上，亦僅有 = 249(46) nm的樣品具有磁滯現象。其磁滯現象出現於T = 50 K到T = 5 K之間。當T < 5 K時，磁滯現象因反鐵磁性而消失。另一方面，將結構精算所得到的結構參數與樣品的磁行為做一比較，可以發現NdMn2O5 奈米棒在T = 40 K到T = 90 K之間的反鐵磁性與Mn3+-O(4)-Mn4+ 鍵角變化具有關係。

關鍵字

磁性材料 ； 多鐵材料 ； 奈米材料

並列摘要

Six pure NdMn2O5 nanorod samples were fabricated by hydrothermal method. The size of six nanorod samples can be identified as 68(36) nm × 31(14) nm、73(35) nm × 32(12) nm、78(30) nm × 33(8) nm、95(36) nm × 40(12) nm、122(48) nm × 54(16) nm、249(46) nm × 142(36) nm. The orientation of all axial directions of all samples is parallel to c axis of the crystal. To labeled samples in short, the axial length are used and named the sample as . The magnetic susceptibility measurement revealed the antiferromagnetic (AFM) ordering is only occurred at = 249(46) nm sample. This AFM cusp can be also suppressed by applying 70000 Oe magnetic field. The critical size of AFM ordering is in between = 122(48) nm 249(46) nm. The M-H curve measurement show that the hysteresis loop is also occurred at = 249(46) nm sample between 5 K and 50 K. Compared with the crystal parameters, the AFM ordering are correlated with the Mn3+-O(4)-Mn4+ bond angle between 40 K and 90 K.

並列關鍵字

nanorods ； multiferroic ； antiferromagnetic

參考文獻

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