Salarizadeh, Navvabeh;Sadri, Minoo;Hosseini, Hassan;Sajedi, Reza. H.
Carbon letters
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v.24
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pp.103-110
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2017
Carbon-based magnetic nanostructures in several instances have resulted in improved physicochemical and catalytic properties when compared to multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) and magnetic nanoparticles. In this study, magnetic MWCNTs with a structure of $Ni_xZn_xFe_2O_4/MWCNT$ as peroxidase mimics were fabricated by the one-pot hydrothermal method. The structure, composition and morphology of the nanocomposites were characterized with X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy and transmission electron microscopy. The magnetic properties were investigated with a vibrating sample magnetometer. The peroxidase-like catalytic activity of the nanocomposites was investigated by colorimetric and electrochemical tests with 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB) and $H_2O_2$ as the substrates. The results show that the synthesis of the nanocomposites was successfully performed. XRD analysis confirmed the crystalline structures of the $Ni_xZn_xFe_2O_4/MWCNT$ nanohybrids and MWCNTs. The main peaks of the $Ni_xZn_xFe_2O_4/MWCNT$s crystals were presented. The $Ni_{0.25}Zn_{0.25}Fe_2O_4/MWCNT$ and $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4/MWCNT$ nanocatalysts showed nearly similar physicochemical properties, but the $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4/MWCNT$ nanocatalyst was more appropriate than the $Ni_{0.25}Zn_{0.25}Fe_2O_4/MWCNT$ nanocatalyst in terms of the magnetic properties and catalytic activity. The optimum peroxidase-like activity of the nanocatalysts was obtained at pH 3.0. The $Ni_{0.5}Zn_{0.5}Fe_2O_4/MWCNT$ nanocatalyst exhibited a good peroxidase-like activity. These magnetic nanocatalysts can be suitable candidates for future enzyme-based applications such as the detection of glucose and $H_2O_2$.
Duong, Van Thiet;Nguyen, Thi Minh Hai;Nguyen, Anh Phuong;Dang, Duc Dung;Duong, Anh Tuan;Nguyen, Van Quang;Cho, Sunglae
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.318.2-318.2
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2016
FeM2X4 spinel structures, where M is a transition metal and X is oxygen or sulfur, are candidate materials for spin filters, one of the key devices in spintronics. Both the Fe and M ions can occupy tetrahedral and octahedral sites; therefore, these types of compounds can display various physical and chemical properties [1]. On the other hand, the electronic and magnetic properties of these spinel structures could be modified via the control of cation distribution [2, 3]. Among the spinel oxides, iron manganese oxide is one of promising materials for applications. FeMn2O4 shows inverse spinel structure above 390 K and ferrimagnetic properties below the temperature [4]. In this work, we report on the structural and magnetic properties of epitaxial FeMn2O4 thin film on MgO(100) substrate. The reflection high energy electron diffraction (RHEED) and X-ray diffraction (XRD) results indicated that films were epitaxially grown on MgO(100) without the impurity phases. The valance states of Fe and Mn in the FeMn2O4 film were carried out using x-ray photoelectron spectrometer (XPS). The magnetic properties were measured by vibrating sample magnetometer (VSM), indicating that the samples are ferromagnetic at room temperature. The structural detail and origin of magnetic ordering in FeMn2O4 will be discussed.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2016.02a
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pp.139.1-139.1
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2016
Multiferroic materials are of great interest because of its potential applications in the design of devices combining magnetic, electronic and optical functionalities. Among various multiferroic materials, $BiFeO_3$(BFO) is known to be one of the intensively focused mainly due to the possibility of multiferroism at device working temperature (> $200^{\circ}C$). However, leakage current and weak polarization resulting from oxygen deficiency and crystalline defect should be resolved. Furthermore the magnetic ordering of pure BFO mainly prefers to have antiferromagnetic coupling. Up to now many attempts have been performed to improve the ferromagnetic and the ferroelectric properties of BFO by doping. In this work, we investigated the effects of Ni substitution on the multiferroism of bulk BFO. Four BFO samples (a pure BFO and three Ni-doped BFO's; $BiFe_{0.99}Ni_{0.01}O_3$, $BiFe_{0.98}Ni_{0.02}O_3$ and $BiFe_{0.97}Ni_{0.03}O_3$) were synthesized by the standard solid-state reaction and rapid sintering technique. The XRD results reveal that Ni atoms are substituted into Fe-sites and give rise to phase transition of cubic to rhombohedal. By using vibrating sample magnetometer and standard ferroelectric tester, the multiferroic properties at room temperature were characterized. We found that the magnetic moment of Ni-doped BFO turned out to be maximized for 3% of Ni dopant.
Ni (100 nm thick) was deposited onto synthesized diamonds to fabricate etched diamonds. Next, those diamonds were annealed at varying temperatures ($400{\sim}1200^{\circ}C$) for 30 minutes and then immersed in 30 wt% $HNO_3$ to remove the Ni layers. The etched properties of the diamonds were examined with FE-SEM, micro-Raman, and VSM. The FE-SEM results showed that the Ni agglomerated at a low annealing temperature (${\sim}400^{\circ}C$), and self-aligned hemisphere dots formed at an annealing temperature of $800^{\circ}C$. Those dots became smaller with a bimodal distribution as the annealing temperature increased. After stripping the Ni layers, etch pits and trigons formed with annealing temperatures above $400^{\circ}C$ on the surface of the diamonds. However, surface graphite layers existed above $1000^{\circ}C$. The B-H loop results showed that the coercivity of the samples increased to 320 Oe (from 37 Oe) when the annealing temperature increased to $600^{\circ}C$ and then, decreased to 150 Oe with elevated annealing temperatures. This result indicates that the coercivity was affected by magnetic domain pinning at temperatures below $600^{\circ}C$ and single domain behavior at elevated temperatures above $800^{\circ}C$ consistent with the microstructure results. Thus, the results of this study show that the surface of diamonds can be etched.
Kim, Chang-Gon;Choe, Hyeon-Seung;Jang, Hak-Jin;Yun, Seok-Yeong;Kim, Tae-Ok
Korean Journal of Materials Research
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v.11
no.11
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pp.972-977
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2001
It was investigated the effect of ultrasonic treatment on magnetic property of ultra fine magnetic Fe powders ($\alpha$-Fe) for magnetic tape. The properties were characterized with vibrating sample magnetometer (VSM), particle size analyzer (PSA) and scanning electron microscope (SEM). At 4hours ultrasonic treatment of 70 kHz, magnetic properties such as squareness ratio (S.Q. : 0.8868), orientation ratio (O.R. : 2.45) and switching field distribution (S.F. D. : 0.394) before taping were relatively enhanced. Cumulative particle size distribution of less than 5$\mu\textrm{m}$ fine powder was above 90% below 1 hour leaving time after ultrasonic treatment and it was supposed that ultrasonic treatment prevent aggregation. The magnetic values of S.Q. and S.F.D. of tape manufactured at 70 kHz and 4hour ultrasonic treatment were improved from 0.7747, 0.3818 to 0.8037, 0.3706, respectively. Electro-magnetic property used as in-output signal characteristic was improved, which showed that ultrasonic treatment developed the magnetic properties.
We report the structure, thermal and magnetic properties of a non-equilibrium $Al_{0.6}(Fe_{50}Cu_{50})_{0.4}$ alloy powder produced by rod milling and chemical leaching. An X-ray diffractometry(XRD), a transmission electron microscope(TEM), a differential scanning calorimeter(DSC), a vibrating sample magnetometer(VSM), and superconducting quantum interference device(SQUID) were utilized to characterize the as-milled and leaching specimens. The crystallite size reached a value of about 8.82 nm. In the DSC experiment, the peak temperatures and crystallization temperatures decreased with increasing milling time. The activation energy of crystallization is 200.5 kJ/mole for as-milled alloy powder. The intensities of the XRD peaks of as-milled powders associated with the bcc type $Al_{0.5}Fe_{0.5}$ structure formative at $350^{\circ}C$ sharply increase with increasing annealing temperature. Above $400^{\circ}C$, peaks alloted to $Al_{0.5}Fe_{0.5}$ and $Al_{5}Fe_{2}$ are observed. After annealing at $600^{\circ}C$ for 1h, the leached Ll specimen transformed into bcc $\alpha$-Fe and fcc Cu phases, accompanied by a change in the structural and magnetic properties. The saturation magnetization decreased with increasing milling time, and a value of about 8.42 emu/g was reached at 500 h of milling. The coercivity reached a maximum value of about 142.7 Oe after 500 h of milling. The magnetization of leached specimens as function of fields were higher at 5 K, and increased more sharply at 5 K than at 100 K.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2011.05a
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pp.240.2-240.2
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2011
그라파이트 산화물(graphite oxide;G.O)는 그라파이트와는 다르게 물에서의 분산 능력이 뛰어나고 다양한 기판상에 단일 G.O layer를 형성할 수 있는 특성을 가지고 있으며, 유연(flexible)하고 투명(transparent)하기 때문에 다양한 전 자기 디바이스에 적용 가능하다. 특히, 최근 자성산화물 나노입자(magnetic oxide nanoparticles)에 대한 연구가 집중되고 있는데, 이러한 자성 나노입자와 G.O와의 복합체에 대한 연구는 다양한 분야로의 적용성에 대한 새로운 길을 열어주고 있다. 본 연구에서는 화학적 처리법을 적용하여 자성 나노입자(Co 나노입자)와 G.O 복합체를 제조하였다. Natural Graphite powder (N.G)에 $H_2O_4$ (98%) 및 $(NH_4)_2SO_4$를 적정 몰비로 첨가하여 반응 시킨 후 공기 중에서 열처리 공정을 수행하여 expanded graphite (E.G)를 제조 하였다. 열처리된 E.G를 $1,050^{\circ}C$ 온도에서 15~30초 및 30~60초 동안 공기 중에서 열처리 하여 expanded graphite oxide (E.G.O)를 제조하였으며, E.G.O와 $Co(acac)_3$의 화학적 반응을 통하여 Co 자성나노입자-G.O 복합체를 제조하였다. N.G, E.G, E.G.O 및 E.G.O+Co입자의 결정구조 분석을 위하여 XRD 측정을 수행하였으며, FTIR을 이용하여 각 단계에서의 반응성에 대한 연구를 수행하였다. 각 단계에서 표면 및 내부 미세구조 특성 분석을 위하여 SEM, TEM, 및 EDX 분석을 수행하였으며, E.G.O+Co 복합체의 자기적 특성 평가를 위하여VSM (vibrating sample magnetometer) 측정을 수행하였다. 이러한 연구 결과는 향후 자성나노입자와 그라핀과의 복합화를 위한 기저 기술로 활용가능하리라 판단된다.
Co-Zn ferrite thin films grown on thermally oxidized silicon wafers were fabricated by a sol-gel method. Magnetic and structural properties of Co-Zn thin films were investigated by using x-ray diffractometer (XRD), atomic force microscopy (AFM), auger electron spectroscopy (AES) and a vibrating sample magnetometer (VSM). Co-Zn ferrite thin films annealed at 400 $^{\circ}C$ presented have only a single phase spinel structure without any preferred crystallite orientation. Their surface roughness of Co-Zn ferrite thin films was shown as less than 3 nm and the grain size was about 40 nm for annealing temperatures over 600 $^{\circ}C$. A moderate saturation magnetization of Co-Zn ferrite thin films for recording media was obtained in this study and there is no significant difference of their magnetic property with those external fields of parallel and perpendicular to planes of the films. The maximum value of the coercivity was obtained as 1,900 Oe for Co-Zn ferrite thin film annealed at 600 $^{\circ}C$.
Crystallographic and magnetic properties of the Mn-doped orthoferrite LaFe$_{1-x}$Mn$_{x}$ O$_3$(0.0$\leq$x$\leq$O.4) system have been investigated by means of x-ray diffractometry, M ssbauer spectroscopy, vibrating sample magnetometer and super-conducting quantum interference device. The structure of the system was found to be orthorhombic distorted perovskite structure. At room temperature, the M ssbauer spectra for x=0.0 consists of one Zeeman sextets from Fe$^{3+}$ ions at octahedral sites. The M ssbauer spectra of two Zeeman sextets (x$\leq$0.1) change one Zeeman sextets and a paramagnetic doublet (x=0.4). The saturation magnetization increases but the coercivity decreases with increasing x in LaFe$_{1-x}$Mn$_{x}$ O$_3$.
Kim, K.W.;Y.V.Kudryavtsev;J.Y.Rhee;J.Dubowik;Lee, Y.P.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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1999.07a
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pp.168-168
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1999
Recently, Fe/Si multilayered films (MLF) have been a focus of interest due to the strong antiferromagnetic (AF) coupling observed in such kind of MLF originates from the same nature as in the metal/metal MLF. In particular, a question of whether the spacer layer in the Fe/Si MLF is metallic or semiconducting is of interest. In spite of various experimental techniques envolved in the study, the chemical composition and the properties of the interfacial regions in the MLF exhibiting the AF coupling is still questionable. The nature of the AF coupling and the interfacial properties of Fe/Si MLF are investigated in this study. A series of Fe/Si MLF with a fixed nominal thickness of Fe(3nm) and a variable thickness of Sk(1.0-2.2nm) were deposited by RF-sputtering onto glass substrates at room temperature. The atomic structures and the actual sublayer thicknesses of the Fe/Si MLF are investigated by using x-ray diffraction. The magnetic-field dependence of the equatorial Kerr effect clearly shows an appearance of the AF coupling between Fe sublayers at tsi = 1.5 - 1.8 nm. the drastic discrepancies between the experimental magnetooptical (MO) and optical properties, and based on the assumption of sharp interfaces between Fe and Si sublayers leads to a conclusion that pure si is absent in the AF-coupled Fe/Si MLF. Introducing in the model nonmagnetic semiconducting FeSi alloy layers between Fe and Si sublayers or as spacer between pure Fe sublayers only slightly improves the agreement between model and experiment. A reasonable agreement between experimental and simulated MO spectra was reached with using the fitted optical properties for the spacer with a typical metallic type of behavior. The results of the magnetic properties measured by vibrating sample magnetometer and magnetic circular dichroism are also analyzed in connection with the MO and optical properties.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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