Spinel ferrites NiFe2O4 NCs enhanced Mössbauer spectra, magnetization and Faraday rotation of diamagnetic tellurite glasses

抗磁性 法拉第效应 材料科学 尖晶石 磁化 穆斯堡尔谱学 谱线 核磁共振 凝聚态物理 结晶学 磁场 冶金 化学 物理 量子力学 天文
作者
Qiuling Chen,Jianhua Fan,Baoji Miao,Sankui Xu
出处
期刊:Ceramics International [Elsevier BV]
卷期号:48 (20): 30191-30205 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.ceramint.2022.06.292
摘要

Glass containing magnetic nanocrystals are attractive for obtaining high magnetic and magneto-optical properties. In this study, for the first time, 10 nm cubic NiFe 2 O 4 (NFO) nanocrystals doped heavy metal oxide glasses were fabricated and the influence of NFO to glass structure, chemical bonds, Mössbauer spectra, magnetization and Faraday rotation was studied. X-ray diffraction, Raman and X-ray photoelectron spectra revealed the existence of multi-valence states of Fe/Ni ions, oxygen vacancies in cubic lattice and modifications on glass structure, which in turn adjusted the polarizability, oxygen packing density, Mössbauer spectra, magnetic property and magneto-optical behaviors. Through Mössbauer study, the increase of NFO amount enhanced the hyperfine field intensity of tetrahedral Fe 3+ ions at the expense of octahedral ones. NFO doped glasses exhibited ferromagnetic behavior whose M s and H c increased with the NFO amount due to the NCs size effect. Verdet constant and Faraday rotation angle were studied as function of wavelength, magnetic field, polarizer angle and NFO amount. 3%NFO glass exhibited significant enhancement in magnetization and Verdet constant of 91 rad/T.m at 633 nm which is 5-fold of host glass and superior than literatures. In addition, due to the nanoscale NCs, the thermal stability of obtained NFO glasses remained higher than 100 °C which is promising for photonics devices fabrication.
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