Exchange-coupling Interaction and Magnetic Properties of BaFe12O19/Ni0.5Zn0.5Fe2O4 Nanocomposite Ferrite

Nano-sized Ba-ferrite, Ni-Zn ferrite and $BaFe_{12}O_{19}/Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ nanocomposite ferrite were prepared by sol-gel combustion method. Nanocomposite was calcined at temperature range of $600{\sim}900^{\circ}C$ for 1 h. According to the diffraction patterns, hard/soft nanocomposite was indicated to the coexistence of the magnetoplumbite structural $BaFe_{12}O_{19}$ and spinel $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ and agree with the standard data (JCPDS 10-0325). The particle size of nanocomposite turn out to be less than 90 nm. The nanocomposite ferrite shows a single-phase magnetization behavior, implying that the hard magnetic phase and soft magnetic phase were well exchange-coupled. The specific saturation magnetization ($M_s$) of the nanocomposite is located between hard ($BaFe_{12}O_{19}$) and soft ferrite ($Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$). The remanence (Mr) of nanocomposite ferrite is much higher than that for the individual $BaFe_{12}O_{19}$ and $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ ferrite. $(BH)_{max}$ is increased, generally.

BaFe12O19/Ni0.5Zn0.5Fe2O4 나노복합체 Ferrite의 Exchange-coupling 상호 작용과 자기 특성

$BaFe_{12}O_{19}/Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4$ 나노복합체 페라이트는 솔-젤 연소법으로 합성하였고, 합성된 나노복합체 페라이트를 $600{\sim}900^{\circ}C$ 범위에서 1시간 동안 하소하였다. XRD 분석 결과, 경자성/연자성 나노복합체에서 경자성과 연자성이 공존하고 있음을 확인하였다. 나노복합체의 입자크기는 90 nm보다 작게 나타났다. 나노복합체는 단일 페라이트의 hysteresis 곡선과 같은 모양을 나타내었으며, 이로서 경자성과 연자성 사이에 exchange coupling이 잘 되었음을 확인할 수 있었다. 경자성/연자성 나노복합체 페라이트의 포화자화 값은 연자성보다 낮고 경자성보다 높았다. 잔류자화 값은 경자성과 연자성보다 크게 나타났고, 전체적으로 $(BH)_{max}$이 향상되었음을 확인할 수 있었다.