دراسة فيزيائية لفرايت الباريوم BaFe12-xCoxO19 وتأثير الاستبدال بالكوبالت على خصائص الطور M

الملخص

 تهدف هذه الدراسة إلى تقييم التأثيرات البنيوية الناتجة عن الاستبدال التركيبي في مركّب BaFe₁₂₋ₓCoₓO₁₉ ضمن المجال (x = 0.0–1.0) باستخدام تقنية حيود الأشعة السينية (XRD). وقد أظهرت جميع العينات الانعكاس نفسه عند المستوى البلوري (114)، في حين لوحظت تغيّرات واضحة في زاوية الحيود 2θ واتساع القمّة مع تغيّر قيمة x.انخفضت زاوية 2θ تدريجيًا مع زيادة محتوى الاستبدال، وهو ما يشير إلى حدوث توسّع طفيف في المسافة البينية؛ إذ ارتفعت من  2.945 Å عند x = 0.0 إلى 2.965 Å عند x = 1.0. ويؤكد ذلك دخول أيونات ⁺Co² إلى البنية واستبدالها لأيونات Fe³⁺، مما يؤدي إلى تمدّد في الشبكة البلورية وفقًا لقانون براغ. كما أظهرت الحسابات ثباتًا شبه كامل في ثابت الشبكة a، يقابله انخفاض محدود في ثابت الشبكة c، الأمر الذي نتج عنه تراجع بسيط في حجم الخلية البلورية. إضافة إلى ذلك، لوحظ ازدياد مستمر في قيمة FWHM ضمن المجال (0.275-0.195) مع ارتفاع x، مما يشير إلى زيادة الإجهادات الميكروية وانخفاض درجة انتظام الشبكة. وبحسب معادلة شيرر، تبيّن أن الحجم البلوريD  ينخفض بوضوح من حوالي 42 نانومتر عند x = 0.0 إلى نحو 31 نانومتر عند x = 1.0.