Sol-jel yöntemi ile sentezlenen krom katkılı CuFeO2 malzemesinin fiziksel ve manyetik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, antiferromanyetik madde olarak bilinen ve spintronik teknolojide uygulama alanına sahip CuFeO2 ve onun Cr ikameli türevleri (CuFe1-xCrxO2) (x = 0.0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2) sol-jel metoduyla sentezlenerek, elektronik ve manyetik özellikleri incelenmiştir. CuFeO2 malzemesinde demir atomlarının yerine belli oranlarda Cr ikame edilerek oksijen atomlarının kontrolü sağlanıp sentezlenen numunelerin elektronik ve manyetik özellikleri araştırılmıştır. Numunelerin yapısal karakterizasyonu X-ışını teknikleri (XRD ve XAFS) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ölçümleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Manyetik özellikleri M-T, M-H ölçümleri ve AC alınganlık ölçümleri ile belirlenmiştir. CuFeO2'nin kristal ve elektronik özellikleri oda sıcaklığında sinkrotron XRD ve XAFS kullanılarak araştırılırken, manyetik davranış ise 10 ila 300 K uygulamalı alanlar altında incelenmiştir. Krom ikamesinin zorlayıcılığı ve kalıcılığı azalttığı ancak daha yüksek krom konsantrasyonlarında doygunluk mıknatıslanmasını arttırdığı gözlenmiştir.In this study, CuFeO2 and its Cr substituted derivatives (CuFe1-xCrxO2) (x = 0.0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2), known as antiferromagnetic material and having application area in spintronic technology, were synthesized by sol-gel method and their electronic and magnetic properties were investigated. Electronic and magnetic properties of the synthesized samples were investigated by substituting Cr in certain ratios instead of iron atoms in CuFeO2 material and controlling oxygen atoms. Structural characterization of the samples was carried out using X-ray techniques (XRD and XAFS) and scanning electron microscope (SEM) measurements. Magnetic properties were determined by M-T, M-H measurements and AC susceptibility measurements. Crystal and electronic properties of CuFeO2 were investigated by using synchrotron XRD and XAFS at room temperature, while magnetic behavior was investigated under applied fields between 10 and 300 K. It was observed that chromium substitution decreased coercivity and retentivity but increased saturation magnetization at higher chromium concentrations.