Influence of Exposure Cd1-xMgx Fe₂O4 Compound by RF Plasma

يهدف هذا  العمل على تحسين الخواص التركيبية ، حيث تم تحضير مركبات Cd1-x Mgx Fe2O4 المحضرة بطريقة سول-جل للإشتعال التلقائي باستخدام العديد من المعدات الآلية ، مثل FESEM و XRD للتركيزات (x=0.0,0.8, 1),، تم تعريض البلازما بعد التوليف في غرفة الضغط المنخفض باستخدام  تقنية RF Magnetron Sputtering System ومقارنة النتائج. من خلال تحليل حيود الأشعة السينية ، يؤكد التكوين على الهيكل المكعب FCC للعينات المدروسة. لم تؤثر معالجة البلازما على التبلور ولكن الحجم البلوري (D) لحجم الجسيمات يتناقص بعد التعرض للبلازما من (32.33 - 27.083) نانومتر. أكدت الدراسات المورفولوجية تغيرات شكل السطح وتقليل حجم الجسيمات عند التعرض للبلازما. مقدمة: تدخل تقنية النانو في عدد كبير من المجالات التكنولوجية المختلفة ، حيث يكون النموذج الموحد للهيكل هو الجسيمات النانوية. تتميز الجسيمات النانوية النموذجية من نوع الامتداد ببعض الخصائص التي تميزها عن غيرها، بما في ذلك المقدار الكبير من المساحة المكشوفة لحجم النانو، ومغناطيس التشبع العالي والسلوك المغناطيسي المفرط النشاط [1]. بلورات فيريتس بتقنية النانو هي مواد عزل جيدة تختلف باختلاف التركيب البلوري  وطريقة التحضير [2]. وتعتمد خصائص الجسيمات النانوية بشكل كبير على تكوينها ، وتشكلها، والحجم المرتبط بظروف تحضير هذه المواد، وهذا يعني أن خصائص تقنية النانو ، والتي يمكن هندستها أثناء عملية التصنيع  [3]. هناك العديد من طرق التحضير، مثل الترسيب المشترك الحراري المائي، الانحلال الحراري، استخدام هلام محلول مائي ومزيل عكسي ،منها يمكن إنتاج جزيئات الفريت النانوية [4]. كان الفريت عبارة عن طبقات لينة تمت إزالتها بسهولة بسبب قوة قهرها المنخفض، وهو أساس تصنيفها كواحدة من فئتين على أساس المقاومة المغناطيسية ومغناطيسية القوة القهرية: صلبة وناعمة [5]. يحتوي الفريت الصلب على قوة قسرية عالية وهذا يؤدي إلى صعوبة إزالة المغناطيسية ويتم استخدامه في إنشاء أجهزة مغناطيسية دائمة مثل تلك المستخدمة في الثلاجات والمحركات الكهربائية ومكبرات الصوت الأخرى [6]. تم الإبلاغ أيضًا عن أن فريت المغنيسيوم يولد حرارة عالية ، مقارنة بالفريتات الأخرى، عندما يكون حجم الحبوب في نطاق نانومتر   [ 7] MgFe2O4 نظرًا لمقاومتها الكهربائية العالية ودرجة حرارة Curie ، فضلاً عن قيمتها العالية لمغنطة التشبع، لها العديد من الاستخدامات المهمة، وهي أيضًا مادة مغناطيسية ناعمة ولها مجموعة إسبنيل مقلوبة واحدة. مادة شبه موصلة لها تطبيقات في التكنولوجيا المغناطيسية وأجهزة الامتزاز وتكنولوجيا الاستشعار. [8] الكادميوم الفريت CdFe2O4 له هيكل شبيه بالمرحلة المستقرة، حيث تملأ أيونات الكادميوم والحديد رباعي السطوح (مواقع أ) وثماني السطوح (مواقع ب)، على التوالي (مواقع)، على التوالي، مع تعبئة مكعبة قريبة من أيونات الأكسيد [9]. على الرغم من المعرفة الواسعة بأن الإسبنيل العادي CdFeO يعمل كمغناطيس مضاد عند درجة حرارة Néel البالغة 13 كلفن، فإن التجميد الدوراني مع ارتباط قصير المدى يحدث فقط عند 13 كلفن، لا يوجد دليل على طلب بعيد المدى حتى 0.1 كلفن باستخدام القياسات التي تم الحصول عليها من تجارب نثر النيوترونات [10]. تستخدم بلازما التردد الراديوي (RF) بشكل شائع كعلاج سطحي أو تقنية ترسيب تستخدم البلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة في مجموعة متنوعة من الصناعات، بما في ذلك الإلكترونيات والفضاء وعلم الأحياء [11]. تحتوي بلازما التردد الراديوي على أيونات عالية الطاقة وأنواع تفاعلية على نطاق واسع تستخدم في حفر السطح وترسيب أشباه الموصلات ذات الأغشية الرقيقة. بغض النظر عن ذلك ، فإن تشخيصه أمر بالغ الأهمية في تحديد العلاقة بين خصائص البلازما والمنتج النهائي [12]. طرق العمل: طريقة sol-gel شائعة وقديمة عملية كيميائية لإنتاج مجموعة متنوعة من الهياكل النانوية ، وأبرزها الجسيمات النانوية من أكسيد المعدن. حيث يتم دمج المواد الأولية الجزيئية مع الماء أو الكحول ثم تعريضها لتسخين معتدل أثناء التقليب. المبدأ الأساسي المتعلق بتقنية sol-gel هو تصنيع محلول متجانس تم إنشاؤه من المواد الخام أيضًا ثم تحويله إلى مادة هلامية. يتم طحن المساحيق وتلبيدها في فرن حراري عند 1100 درجة مئوية لمدة 6 ساعات. تم بعد ذلك ضغط المسحوق بواسطة مكبس هيدروليكي بضغط 150 كيلو نيوتن في قوالب لتشكيل قرص بقطر 20 مم. سيتم العمل على مرحلتين: قبل تعريضه للبلازما ، ثم عند وضع العينات في RF Magnetron Sputtering. الاستنتاجات: أظهرت قياسات الأشعة السينية أن عينات عدم التعرض والتعرض للبلازما لها هيكل إسبنيل مكعب ، وأن تباين المعلمات الهيكلية مع التعرض غير منتظم، وبالتالي تعزيز قدرة الذرات على الانتشار بعد وضعها على الركيزة وحجم الحبوب للعينة. تم إجراء التحليل المورفولوجي لعينات الفريت المحضرة Cd1-xMgxFe2O4 باستخدام FE-SEM، والذي يعطي تفاصيل عن حجم وهيكل الجسيمات التي تشكل البلورات النانوية. يظهر السطح المعرض للبلازما تغيرًا في مواضع البلورات وتماسكها مع بعضها البعض، والذي قد ينتج عن انخفاض في التأثير المغنطيسي الفائق وعيوب الشبكة في أفلام الفريت النانوية.Background: The work focuses on enhancing the structural properties, where the Cd1-x Mgx Fe2O4 products prepared by sol-gel solution were characterized. Auto ignition approach using several automated equipment, as FESEM, XRD, for concentrations (x=0.0,0.8 and 1), post-synthesis plasmas were exposed in a low-pressure chamber using the RF Magnetron Sputtering System and the results compared.  by X-ray diffraction analysis,  confirms the configuration to the FCC cubic structure of the studied samples. Plasma treatment did not affect the crystallization but the crystal size (D) of the particle size decreases after exposure to plasma from (32.33- 27.083)nm . Morphological studies confirmed surface shape changes and particle size reduction upon exposure to plasma.  Materials and Methods: The sol-gel method common and old a chemical process for the production of a variety of nanostructures, most notably nanoparticles of metal oxide. In which The molecular feedstock is combined with water or alcohol and then subjected to moderate heating while being agitated.  The basic principle pertaining to the sol-gel technology is to manufacture a homogenous  solution created from raw materials also then gelatinized . The powders are ground and sintered in a refractory oven at 1100 ° C for 6 hours. The powder was then pressed by a hydraulic press at a pressure of 150 kN into molds to form a disc with a diameter of 20 mm. The work will take place in two phases: before exposing it to the plasma, and then when the samples are placed into the RF Magnetron Sputtering. Results: The X-ray measurements showed that the  un-exposure and plasma- exposure samples have a cubic spinel structure, and that the variation of the structural parameters with the exposure is irregular, Consequently enhancing the atoms' ability to diffuse after being put onto the substrate and grain size of the sample. The morphological analysis of the as-prepared ferrite Cd1-xMgxFe2O4 samples was performed using FE-SEM, which gives  details on the size and structure of the particles that make up the nanocrystals. The surface exposed to the plasma shows a change in the positions of the crystals and their cohesion with each other , which may result from a decrease in supermagnetic effect and lattice defects in Ferrite nanocrystalline films. Conclusion: The aim of this work is to synthesize Cd1-xMgx Fe₂O4 ferrite nanoparticles in spinel cube structure by sol-gel self-combustion method. Then, the synthesis of thermal plasma using Radio frequency (RF) plasma, where the structural properties, surface shape, and interpretation were studied properties of ferrite nanoparticles produced before and after plasma exposure. According to the conducted XRD investigations the validity of the cubic spinel structure of ferrite and that the irregular difference in the size of the crystals before and after the exposure, the particle size decreases after exposure to plasma from (32.33- 27.083)nm, and the capillary parameter they were reduced from (8.892 to 8.743)nm for plasma-treated samples.   the results obtained from shaping cubic spinel phase in both iron nanoparticles before and after plasma exposure supported by the XRD results. The morphological study revealed irregularity grain distribution and dominant agglomeration in ferrite before and after exposure