nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2019-1-5-10nuc-8Research ArticleСтатьиИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОЙ ТЕКСТУРЫ ЖЕЛЕЗНЫХ НАНОТРУБОКSTUDY OF MAGNETIC TEXTURE OF IRON NANOTUBESКозловскийА. Л.KozlovskiyA. L.

Астана

Алматы

Astana

Almaty

ЗдоровецМ. В.ZdorovetsM. V.

Астана

Алматы

Astana

Almaty

КенжинаИ. Е.KenzhinaI. E.

Астана

Алматы

Astana

Almaty

ШумскаяЕ. Е.ShumskayaE. E.

Минск

Minsk

КадыржановК. К.KadyrzhanovK. K.

Астана

Astana

Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева; Институт ядерной физикиКазахстанGumilyov Eurasian National University; Institute of Nuclear PhysicsKazakhstanНПЦ НАН Беларуси по материаловедениюБеларусьScientific-Practical Materials Research Centre, National Academy of Sciences of BelarusBelarusЕвразийский национальный университет им. Л.Н. ГумилеваКазахстанGumilyov Eurasian National UniversityKazakhstan20193003201901510Copyright © Козловский А.Л., Здоровец М.В., Кенжина И.Е., Шумская Е.Е., Кадыржанов К.К., 20192019Козловский А.Л., Здоровец М.В., Кенжина И.Е., Шумская Е.Е., Кадыржанов К.К.Kozlovskiy A.L., Zdorovets M.V., Kenzhina I.E., Shumskaya E.E., Kadyrzhanov K.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/8

В работе представлены результаты исследования изменения структурных свойств и магнитной текстуры Fe нанотрубок в зависимости от условий синтеза. В качестве метода получения был применен метод электрохимического синтеза из сернокислых растворов электролитов, диапазон напряжений составлял от 1,25 до 2,0 В, с шагом 0,25 В. Для исследования влияния условий осаждения на магнитные характеристики и сверхтонкую магнитную структуру нанотрубок были использованы методы рентгеноструктурного анализа и мессбауэровская спектроскопия. Установлено, что синтезированные нанотрубки представляют собой вискероподобные структуры с текстурным направлением роста кристаллитов (110), объемно-центрированной кубической решеткой характерной для фазы железа пространственной сингонии Im-3m(229). Согласно мессбауэровским данным спектры исследуемых наноструктур в общем случае представляют собой малоинтенсивный зеемановский секстет и квадрупольный дублет, характерный для парамагнитного состояния катионов Fe2+ и Fe3. Наличие квадрупольного дублета свидетельствует о наличие в структуре примесных включений, что приводит к разупорядочению магнитной текстуры, а также наличием большого количества катионных вакансий в кристаллической структуре. В ходе исследования установлена динамика изменения магнитной текстуры и концентрации примесных включений от условий синтеза.

The paper presents the results of a study of changes in the structural properties and magnetic structure of Fe nanotubes depending on the synthesis conditions. As a method of obtaining, the method of electrochemical synthesis from sulfuric acid electrolyte solutions was used, the voltage range was 1.25 to 2.0 V, with a step of 0.25 V. To study the influence of deposition conditions on the magnetic characteristics and the hyperfine magnetic structure of nanotubes, X-ray diffraction and Mossbauer spectroscopy were used. It has been established that the synthesized nanotubes are whisker-like structures with a textural direction of crystallite growth (110), a body-centered cubic lattice characteristic of the iron phase of the spatial system Im-3m (229). According to the Mossbauer data, the spectra of the studied nanostructures in the general case are a low-intensity Zeeman sextet and a quadrupole doublet characteristic of the paramagnetic state of the Fe2+ and Fe3 cations. The presence of a quadrupole doublet indicates the presence of impurity inclusions in the structure, which leads to a disordering of the magnetic texture, as well as the presence of a large number of cationic vacancies in the crystal structure. During the study, the dynamics of changes in the magnetic texture and the concentration of impurity inclusions from the synthesis conditions were established.

Работа выполнена в рамках Грантового финансирования МОН РК по договору №132 от 12 марта 2018 года.ReferencesWulfhekel W. et al. Growth and magnetism of Fe nanostructures on W (001) //Physical Review B. – 2003. – Vol. 68. – №. 14. – P. 144416.Wulfhekel W. et al. Growth and magnetism of Fe nanostructures on W (001) //Physical Review B. – 2003. – Vol. 68. – №. 14. – P. 144416.Osterloh F. E. Inorganic nanostructures for photoelectrochemical and photocatalytic water splitting //Chemical Society Reviews. – 2013. – Vol. 42. – №. 6. – P. 2294-2320.Osterloh F. E. Inorganic nanostructures for photoelectrochemical and photocatalytic water splitting //Chemical Society Reviews. – 2013. – Vol. 42. – №. 6. – P. 2294-2320.Kipferl W. et al. Thermal spin excitations in epitaxial Fe nanostructures on GaAs (001) //Journal of applied physics. – 2003. – Vol. 93. – №. 10. – P. 7601-7603.Kipferl W. et al. Thermal spin excitations in epitaxial Fe nanostructures on GaAs (001) //Journal of applied physics. – 2003. – Vol. 93. – №. 10. – P. 7601-7603.Oster J. et al. Crystallography, morphology, and magnetic properties of Fe nanostructures on faceted α-Al 2 O 3 m plane //Journal of applied physics. – 2005. – Vol. 97. – №. 1. – P. 014303.Oster J. et al. Crystallography, morphology, and magnetic properties of Fe nanostructures on faceted α-Al 2 O 3 m plane //Journal of applied physics. – 2005. – Vol. 97. – №. 1. – P. 014303.Aravamudhan S. et al. Porous silicon templates for electrodeposition of nanostructures //Applied Physics A. – 2007. – Vol. 87. – №. 4. – P. 773-780.Aravamudhan S. et al. Porous silicon templates for electrodeposition of nanostructures //Applied Physics A. – 2007. – Vol. 87. – №. 4. – P. 773-780.Hu J. et al. Fe nanostructures stabilized by long-range interactions on Cu (111): kinetic Monte Carlo simulations //New Journal of Physics. – 2008. – Vol. 10. – №. 2. – P. 023033.Hu J. et al. Fe nanostructures stabilized by long-range interactions on Cu (111): kinetic Monte Carlo simulations //New Journal of Physics. – 2008. – Vol. 10. – №. 2. – P. 023033.Zanganeh S. et al. CVD fabrication of carbon nanotubes on electrodeposited flower-like Fe nanostructures //Journal of Alloys and Compounds. – 2010. – Vol. 507. – №. 2. – P. 494-497.Zanganeh S. et al. CVD fabrication of carbon nanotubes on electrodeposited flower-like Fe nanostructures //Journal of Alloys and Compounds. – 2010. – Vol. 507. – №. 2. – P. 494-497.Fleischer K. et al. Optical reflectance anisotropy of buried Fe nanostructures on vicinal W (110) //Journal of Physics: Condensed Matter. – 2007. – Vol. 19. – №. 26. – P. 266003.Fleischer K. et al. Optical reflectance anisotropy of buried Fe nanostructures on vicinal W (110) //Journal of Physics: Condensed Matter. – 2007. – Vol. 19. – №. 26. – P. 266003.Luches P. et al. Structure and electronic properties of Fe nanostructures on MgO (0 0 1) //Surface Science. – 2007. – Vol. 601. – №. 18. – P. 3902-3906.Luches P. et al. Structure and electronic properties of Fe nanostructures on MgO (0 0 1) //Surface Science. – 2007. – Vol. 601. – №. 18. – P. 3902-3906.Wiley B., Sun Y., Xia Y. Polyol synthesis of silver nanostructures: control of product morphology with Fe (II) or Fe (III) species //Langmuir. – 2005. – Vol. 21. – №. 18. – P. 8077-8080.Wiley B., Sun Y., Xia Y. Polyol synthesis of silver nanostructures: control of product morphology with Fe (II) or Fe (III) species //Langmuir. – 2005. – Vol. 21. – №. 18. – P. 8077-8080.Kong X. et al. Very high-resolution etching of magnetic nanostructures in organic gases //Microelectronic Engineering. – 2008. – Vol. 85. – №. 5-6. – P. 988-991.Kong X. et al. Very high-resolution etching of magnetic nanostructures in organic gases //Microelectronic Engineering. – 2008. – Vol. 85. – №. 5-6. – P. 988-991.Oster J. et al. Growth of Fe nanostructures //Journal of magnetism and magnetic materials. – 2004. – Vol. 272. – P. 1588-1589.Oster J. et al. Growth of Fe nanostructures //Journal of magnetism and magnetic materials. – 2004. – Vol. 272. – P. 1588-1589.Honda Y. et al. Growth and characterization of Fe nanostructures on GaN //Applied Surface Science. – 2009. – Vol. 256. – №. 4. – P. 1069-1072.Honda Y. et al. Growth and characterization of Fe nanostructures on GaN //Applied Surface Science. – 2009. – Vol. 256. – №. 4. – P. 1069-1072.Yang C., Wu J., Hou Y. Fe 3 O 4 nanostructures: synthesis, growth mechanism, properties and applications //Chemical Communications. – 2011. – Vol. 47. – №. 18. – P. 5130-5141.Yang C., Wu J., Hou Y. Fe 3 O 4 nanostructures: synthesis, growth mechanism, properties and applications //Chemical Communications. – 2011. – Vol. 47. – №. 18. – P. 5130-5141.Matsnev M. E., Rusakov V. S. SpectrRelax: an application for Mössbauer spectra modeling and fitting //AIP Conference Proceedings. – AIP, 2012. – Vol. 1489. – №. 1. – P. 178-185.Matsnev M. E., Rusakov V. S. SpectrRelax: an application for Mössbauer spectra modeling and fitting //AIP Conference Proceedings. – AIP, 2012. – Vol. 1489. – №. 1. – P. 178-185.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.