KOBALT FERRIT ASOSIDAGI MAGNITLI SUYUQLIK MAGNITLANISHINI
TEBRANISHLI MAGNETOMETRDA O’LCHASH
Sh.J.Quvondiqov, U.E.Nurimov, X.A.Qayumov
Samarqand davlat universiteti
Magnitli suyuqlik – bu tashuvchi suyuqlikda barqarorlashgan ferro yoki ferrimagnetik
nanozarrachalardan tashkil topgan kalloid eritma. Magnitli suyuqliklarning yuqori magnit
sechuvchanlik qobiliyati, uning tarkibidagi kolloid zarrachalarning magnit xossasiga va hajmiy
konsentratsiyasiga bog’liq bo’ladi[1]. Agar magnitli suyuqliklarga tashqi magnit maydon ta’sir etsa,
uning umumiy ko’rinishi har xil shakllarga kiradi (1 – rasm).
1 – rasm. Ferromagnitli suyuqlik: (1) – tashqi magnit maydon bo’lmaganda
(
0
H
) (2) – tashqi magnit maydon bo’lganda (
0
H
).
Magnitli suyuqliklarning magnit xossalariga ko’ra uning qo’llanilish sohasi ham turlicha [2].
Magnitli suyuqliklarning magnit xossalarini o’rganishning ko’pgina ususllari mavjud. Bular
neytronlar difraksiyasi, Kivenki, Gui, tebranishli magnetometr usuli [5]. Ushbu ishda turli
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
229
konsentratsiyali kobalt ferrit asosidagi magnitli suyuqlik magnitlanishining magnit maydonga
bog’liqligi o’rganilgan.
Qurilmaning ishlash prinsipi elektromagnit induksiya qonuni asoslanadi[6]. 3 – rasmda tajriba
qurilmasining umumiy sxemasi keltirilgan. FL-1 rusumli (1) elektromagnit qutblari orasiga (3) to’rtta
induktiv g’altak va (4) Xoll datchigi oʻrnatilgan. (2) na’muna (5) kvars sterjenga mahkamlanib,
induktiv g’altaklar orasiga joylashtiriladi. Sterjen esa (6) tebratgichga mahkamlanadi va (7) tovush
generatori orqali ω – chastota va u
0
– amplitudali tebranish hosil qilinadi.
3 – rasm. Magnitlanishni oʻlchovchi tebranuvchi magnitometr qurilmasining umumiy sxemasi.
1 – elektromagnit, 2 – na’muna, 3 – induktiv datchik, 4 – Xoll datchigi, 5 – kvars sterjen, 6 –
tebratgich, 7 – tovush generatori, 8 – kuchaytirgich, 9 – to’g’irlagich, 10 – ikki koordinatali O’YQ,
11 – alyumin disk, 12 – doimiy magnit, 13 – dinamik,
Natijada induktiv g’altaklarda quyidagi formula bilan aniqlanadigan induksion EYuK hosil
bo’ladi:
E = n·k·M·u
0
·ω
(1)
Bu yerda k va n – induktiv g’altakning geometrik o’lchamlariga bog’liq bo’lgan koeffitsient, va
o’ramlar soni, M – na’munaning magnit momenti, u
0
– tebranish amplutudasi, ω – tebranish chastotasi.
Bu signal U-2-6 yoki U-2-8 rusumli kuchaytirgich bilan kuchaytiriladi va to’g’irlagich orqali
oʻziyozar ikki koordinatali potensiometrning Y oʻqiga beriladi. Shu potensiometrning X oʻqiga Xoll
datchigidan kelayotgan magnit maydon kuchlanganligiga proporsional boʻlgan Xoll EYuK signali
beriladi. Tajriba natijalari ikki koordinatali oʻziyozar potensiometrda keltirilgan masshtabda
magnitlanishning tashqi magnit maydoniga bogʻlanish grafigi hosil qilinadi. Dastlab tajriba xona
temperaturasida etalon sifatida olingan nikelda, so’ngra na’munada o’tkaziladi. Bir xil sharoitda
olingan etalon va namunadagi signallar solishtiriladi va quyidgi formula yordamida na’munaning
solishtirma magnitlanishi aniqlanadi:
m
m
U
U
I
I
0
0
0
(2)
Bu yerda I
0
– etalonning solishtirma magnitlanishi, U va U
0
– na’muna va etalon hosil qilgan
induksion EYuKning amplutuda qiymati, m va m
0
– na’muna va etalonning massasi.
Olingan tajriba natijalari 4 – rasmning chap tomonida kukunsimon kobalt ferrit na’munasi uchun,
o’ng tomondagisi esa shu zarrachalarning turli hajmiy konsentratsiyada tayyorlangan magnitli
suyuqlik uchun grafik ko’rinishida tasvirlangan. Rasmdan ko’rish mumkinki, na’munaning kukun
holatdagi to’yinish magnitlanishi, magnitli suyuqliknikidan katta. Buning sababi na’munalarning hajm
birligidagi domenlarning soni bilan bog’liq. Chunki kukun holatda na’muna hajm birligidagi
domenlarining soni, kolloid ertima holatdagidan ancha kam bo’ladi, ya’ni bu son zarrachalarning
hajmiy konsentratsiyasiga bog’liq bo’ladi[4]. Qolaversa kobalt ferrit zarrachalari suvdagi turg’unligini
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
230
oshirish uchun oleat natriy bilan kimyoviy bog’lanish hosil qilgan. Bu esa kukun holatdagi
magnitlanishining kamayishiga olib keladi. 4 – rasmdan Kobalt ferrit kukunining va magnitli
suyuqlikning qoldiq va to’yinish magnitlanishini hamda koersitiv kuchning qiymatlarini aniqlash
mumkin va bu natijalar 2 – jadvalda keltirilgan.
4 – rasm. (1) – Kukunsimon kobalt ferrit na’munasining va (2) – shu zarrachalar asosida olingan
magnitli suyuqlik solishtirma magnitlanishining magnit maydonga bog’liqligi.
2 – jadval. Kukunsimon kobalt ferrit na’munasi va shu zarralar asosidagi magnitli suyuqlikning
qoldiq va to’yinish magnitlanishi hamda koersitiv kuchning qiymatlari
Na’muna
Kobalt ferritning
hajmiy ulushi (%)
I
Qol.m
(A·m
2
/kg)
I
To’y.m
(A·m
2
/kg)
H
K
(kA/m)
Kukun
100
17,3
53,9
47,86
M.s.1
3
0,9
2,7
2,5
M.s.2
7
1,8
5,41
4,81
M.s.3
12
2,65
8,25
7,51
M.s.4
23
3,57
11,2
11,1
Adabiyotlar:
1.
B. Jansi Rani, M. Ravina, B. Saravanakumar, G. Ravi, V. Ganesh, S. Ravichandran, R.
Yuvakkumar. Ferrimagnetism in cobalt ferrite (CoFe
2
O
4
) nanoparticles. Nano-Structures & Nano-
Objects. 14. (2018).pp. 84–91.
2.
C. Scherer and A. M. Figueiredo Neto. Ferrofluids: Properties and Applications.// Brazilian
Journal of Physics, vol. 35, no. 3A, September, 2005, pp. 718-727.
3.
Великанов.Д.А. Высокочувствительные методы исследования магнитных свойств
кристаллических и плёночных магнитных систем. Диссертация на соискание ученой степени
доктора физико – математических наук. Красноярск – 2017. С.109 – 137.
4.
Ahmad Amirabadizadeh, Zohre Salighe, Reza Sarhaddi, Zahra Lotfollahi. Synthesis of
ferrofluids based on cobalt ferrite nanoparticles: Influence of reaction time on structural,
morphological and magnetic properties. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 434.
(2017),pp.78–85.
5.
В.И.Чечерников. Магнитный измерения. Издательство московского университета –
1969. С. 70 – 83.
6.
Великанов.Д.А. Высокочувствительные методы исследования магнитных свойств
кристаллических и плёночных магнитных систем. Диссертация на соискание ученой степени
доктора физико – математических наук. Красноярск – 2017. С.109 – 137.
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
231
VODOROD FTORID MOLEKULASINING SPEKTRAL PARAMETRLARINI VODOROD
BOG’LANISHLI KOMPLEKSLARDA O’RGANISH
G’.Murodov, A.Shodiyev, G.Nurmurodova, U.Xo’jamov
Samarqand Davlat universiteti, Universitet xiyoboni, 15-uy, 140104
Samarqand, O’zbekiston, e-mail:
mgulamhon@rambler.ru
Molekulalararo o’zaro ta’sirning tabiatda keng tarqalgan turlaridan biri vodorod bog’lanish
bo’lib, bir molekula tarkibidagi kimyoviy bog’langan vodorod atomi boshqa elektromanfiy atom bilan
o’zaro ta’sirlashadi [1].
Vodorod bog’lanish tufayli birinchi navbatda bog’lanishda ishtirok etayotgan X-H
molekulasining tebranish polosasi past chastota tomon siljiydi va IQ yutilish spektrida bu polosaning
integral intensivligi ortadi.
Ko‘plab tajribalar natijalari shuni tasdiqlaydiki, agar R-XH guruhda X ning elektromanfiyligi,
shuningdek R radikalning elektromanfiyligi qancha katta bo‘lsa XH shunchalik kuchli proton beruvchi
hisoblanadi. Bundan ko‘rinadiki, proton berish qobiliyati vodorod atomidagi musbat zaryadning
miqdori bilan aniqlanadi, hamda molekulalararo o’zaro ta’sir birinchi navbatda molekulalarning
spektral parametrlarini o’zgarishiga olib keladi. Bu o’zgarishlar tebranish spektrida ayniqsa yaqqol
nomoyon bo’ladi. Ushbu ishda HF molekulasining formaldegid va asetaldegid bilan hosil qilgan
vodorod bog’lanishli kompleksida o’zaro ta’sirlashuvchi molekulalarning elektro-optik parametrlari
(tebranish chastotalari, molekulalarda elektronlar taqsimoti, tebranish polosalarining intensivliklari)
noemperik hisoblashlar yo’li bilan o’rganilgan.
Noempirik usul – atom va molekulalarning energetik sathlari va to‘lqin funksiyasini aniqlashga
imkon beruvchi Shredinger tenglamasini biror yaqinlashishda yechish usullari orqali amalga
oshiriladi. Bu usullar yordamida berilgan elektronlar soniga asoslanib, sistemaning kvant-mexanik
holati aniqlanadi. [1]. Noemperik hisoblashlar shuni ko’rsatdiki, MP2/ 6-311++G(2d,2p) atom
funksiyalar to’plami negizida yuqori aniqlikda hisoblashlar amalga oshirildi. CH
3
CHO∙∙∙HF va
CH
2
O∙∙∙HF komplekslari ham vodorod ftorid kompleksi kabi
kimyoviy xususiyatlarga va C
s
simmetriyaga ega [1].
Noempirik hisoblashlar Gaussian-09 dasturi yordamida
asetaldegid
va
formaldegid
molekulalarining
HF
bilan
komplekslarining optimizatsiyalangan tuzilishlari uchun MP2
usulida, 6-311++G(2d,2p) bazislar to‘plamida amalga oshirildi.
Quyidagi 1-va 2- rasmlarda Asetaldegid va formaldegid
molekulalarining HF bilan komplekslarining geometrik tuzilishlari
keltirilgan.
O’zaro
ta’sirlashuvchi
molekulalarning
geometrik
parametrlari quyidagicha atomlar orasidagi masofalar qiymatlari
CH
3
CHO∙∙∙HF kompleksida
r(OC)=1.222 Å, r(CH)=1.083 Å,
1.089 Å, 1.089 Å,
1.099 Å,
r(CC)=1.494 Å,
r(OC)=1.222 Å,
r(HF)=0.938 Å, r(O∙∙∙H)= 1.706 Å va CH
2
O∙∙∙HF
kompleksida r(OC)=1.219 Å,
r(CH)=1.094 Å, 1.094 Å,
r(HF)=0.935 Å, r(O∙∙∙H)=1.734 Å ekanliklari hisoblandi.
Asetaldegid bilan vodorod ftorid orasidagi masofa vodorod
bog’lanish hosil qilganda r(O∙∙∙H)=1.706Å ga teng bo’lsa,
formaldegid bilan vodorod ftorid orasidagi masofa vodorod
bog’lanish hosil qilganda r(O∙∙∙H)=1.734 Å ga teng ekanligini
guvohi bo’ldik. CH
3
CHO∙∙∙HF kompleksi CH
2
O∙∙∙HF kompleksga
nisbatan sezilarli darajada kuchli molekulalararo o’zaro ta’sirga
1-Rasm. CH
2
O∙∙∙HF
kompleksining geometrik
tuzilishi
2-Rasm. CH
3
CHO∙∙∙HF
kompleksining geometrik
tuzilishi
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
232
ega ekan. Asetaldegidning kompleks hosil qilish energiyasi formaldegidnikidan kattaroq ekan.
Adabiyotlar:
1. K.G.Toxadze, A.Jumabayev, G.Murodov, A.Amonov, G.Nurmurodova. Ilmiy axborotnoma.
2017-yil, 5-son (105). 57-bet.
СООТНОШЕНИЕ ЛАНДАУ-ПЛАЧЕКА В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ НЕЭЛЕКТРОЛИТА
Л.М.Сабиров, Д.И.Семенов., Х.С.Хайдаров., Ф.Р.Исмаилов
Самаркандский государственный университет
Водные растворы неэлектролитов являются объектом интенсивных и многочисленных
исследований. Это связано с тем, что в этих растворах при определенной концентрации С и
температуре Т на фазовой диаграмме наблюдаются необычные физические свойства. В
частности, в ограниченной области фазовой диаграмме Т-С, в так называемой особой
критической точке, наблюдается максимум интегральной интенсивности рассеяния света.
Однако, однозначного ответа на физическую природу этого явления нет. Были высказаны
предположения, что в особой точке термодинамическое состояние раствора ближе всего
отстоит от критической точки фазового перехода расслаивания. По этой причине в особой
точке проявляется тенденция к расслоению раствора, т.е. имеются флуктуации концентрации,
которые приводят к светорассеянию. Однако, этот механизм противоречит экспериментальным
результатам исследования удельной теплоёмкости в окрестности особой точки водных
растворов, согласно которым флуктуации концентрации отсутствуют, либо практически
минимальны, и их проявление в рассеяния света незначительно.
Нами были выполнены подробные температурные и концентрационные исследования
соотношения Ландау-Плачека. Это отношение интенсивности I
С
–центральной спектральный
линии к интенсивности I
МБ
- Мандельштама-Бриллюэна тонкой структура линии Рэлея [2].
𝐼
ц
2𝐼
МБ
=
𝐶
𝑃
− 𝐶
𝑉
𝐶
𝑉
= 𝛾 − 1
где С
Р
и С
V
- удельные теплоёмкости при постоянном давлении и объёме соответственно.
При исследовании интенсивности спектральных линий тонкой структуры I
ц
и I
мб
Мандельштама-Бриллюэна нами была использована экспериментальная установка с
двухпроходным интерферометром Фабри-Перо контрастность интерференционной картины
4
10
5
и резкостью
40. В качестве возбуждающего света использовалось стабилизированное по
частоте излучение одночастотного He-Ne лазера. Указанные спектральные параметры
использованного интерферометра были вполне достаточны для уверенной регистрации
интенсивности тонкой структуры [3].
Надо отметить, что при этих координатах Т-70
0
С и С-0,06 м.д предполагается раствор
находится в метастабильном состоянии – «особая точка».
Соотношение интенсивности в компонентах тонкой структуры Ландау-Плачека I
ц
/2I
МБ
было измерено в водных растворах при различных значениях концентрации 4МП
в широком
интервале температуры от 10
0
С – 80
0
С.
Анализ экспериментальных результатов позволяет выделять существенное в поведении
(Л-П) для наших растворов. Основное на что обращает внимание это сильное возрастание
значения соотношения (Л-П) в области малых концентраций 0,04-0,1 м.д. 4МП. В
экспериментах было зафиксировано два максимальных значений в концентрационной и
температурной зависимости первый при 0,06 м.д. и температуре – 10
0
С и соответственно
второй для концентрации 0,08 м.д. и температуре – 80
0
С. При больших концентрациях 4МП,
далее 0.3 м.д. значение соотношения (Л-П) практически остаётся постоянным с изменением
температуры и концентрации.
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
233
Обращает на себя внимание существенное различие в концентрационной динамике
численных значений Ландау-Плачека. В области значений малых концентраций градиент
температурного поведения ярко выражен. Тогда как максимальное значение изменения
Ландау-Плачека с повышением содержания 4МП спадает медленно и не тривиально.
Зависимость соотношение Ландау-Плачека от концентрации 4МП в растворе при
температуре 10
0
С и 80
0
С. (▲-10
0
С , ●-80
0
С)
Таким образом предсказанное Фабелинским [1] необходимость учитывать флуктуации
плотности вызванные градиентом температуры в спектре молекулярного рассеяния получило
своё экспериментальное подтверждение.
Однако, обращает внимание необычное поведение Ландау-Плачека в зависимости от
концентрации. Динамика поведения значений Ландау-Плачека, существенно различаются
относительно «особой точки» 0,06 м.д. пиколина в воде. Для объяснения совокупности
результатов эксперимента отображенных на рис. Необходимо привлеь для анализа результаты
наших исследований [3] фазовой диаграммы состояний которые может иметь водный раствор
пиколина с изменением концентрации.
Литературы
1. Фабелинский И.Л. Молекулярное рассеяние света. М.: Наука, 1965.
2. Фабелинский И.Л. Избранные труды. В 1-2 т. Под ред. В.Л. Гинзбурга. М.: Физматлит,
2005.
3. L.M. Sabirov, D.I. Semenov, Ukrainian Journal of Physics, 2015, v.60(9), pp.869-872
КИНЕТИКА МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЯ КРЕМНИЯ С МАГНИТНЫМИ
НАНОКЛАСТЕРАМИ.
Рузимуродов Ж.Т. Турсунов М. Э.
Самаркандский государственный университет
Представлены результаты экспериментального исследования магнетосопротивления
(МС)
образцов
монокристаллического
сильно
компенсированного
Si<В,Mn>
ионноимплантированного марганцем.
Эксперименты были проведены в магнитных полях (0-15 kOe) при комнатной
температуре по стандартной методике [1]. Простейший и самый распространенный вид МС
связан с движением носителей заряда в магнитном поле (МС Лоренца) и сопротивление должно
возрастать пропорционально квадрату напряженности магнитного поля. Это МС является
положительным. Оно наблюдается во всех полупроводниках [2] и металлах[3]. МС в тонких
неоднородных полупроводниковых пленках может отклоняться от квадратичного закона [3;4].
Отклонение может быть связано с тем, что структурный беспорядок и сильное легирование
-5
5
15
25
35
45
55
65
75
85
95
105
115
125
135
145
155
165
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
234
приводят к спин-зависимому рассеянию носителей
заряда на анизотропных кластерах примеси которые
вполне могут иметь магнитные моменты.
Результаты экспериментов по изучению
магнетосопротивления
образцов
кремния,
имплантированных ионами марганца приведены на
рис. 1. Как видно из рисунка магнетосопротивление
положительное, а также наблюдается кинетика
магнетосопротивления (рис.2.) при комнатной
температуре. Магнетосопротивление увеличивается
более чем в полтора раза и достигает до 25% в
течение 45 минут при слабых магнитных полях
H
0,7 kOe. Такое поведение магнетосопротивления
наблюдается
в
Fe/SiO
2
металл-диэлектрик
нанокомпозитных материалах [2].
В наших экспериментах наблюдался заметный
гистерезис магнетосопротивления при комнатных
температурах
(рис.3).
Ширина
гестеризиса
увеличивался при удерживании образцов в сильных
магнитных полях H>10 kOe течении более чем 10
минут
при
комнатной
температуре
перед
измерением МС.
Можно
утверждать,
что
полученные
результаты
показывает
наличия,
магнитных
кластеров с магнитными моментами приводящих к
спин-зависимому рассеянию носителей заряда. При
удерживании образцов в сильных магнитных полях
H>10 kOe в течении более чем 10 минут при
комнатной температуре перед измерением, МС как
будто происходит самоорганизация, то есть
взаимное
ориентация
между
магнитными
моментами
кластеров
примесей
и
превращения на более крупные домены,
которые приводят к увеличению спин-
зависимого рассеяния носителей заряда. Но
это магнитное поле не достаточно сильное
для влияния внутрикластерного магнитного
взаимодействия, которая стало бы причиной
возникновения кинетики и гистерезиса МС.
Из полученных результатов можно
сделать следующие выводы:
- в образцах Si полученных
методом ионно имплантацией наблюдается
ПМС на более чем 25 % при комнатной
температуре;
- в образцах Si при комнатной
температуре и при слабых магнитных полях
наблюдается кинетика ПМС;
Рис.1. Полевая зависимость
магнетосопротивления образцов
Si<В,Mn>
Рис.2. Кинетика
магнетосопротивления образцов
Si<В,Mn> при комнатной температуре
Рис.3. Гистерезис магнетосопротивления
при комнотной температуре
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
235
- доминирующей причиной ПМС является спин-зависимая рассеяние носителей заряда от
высокоспиновых магнитных нанокластеров марганца;
- наблюдение временной кинетики ПМС показывают конкуренцию между тепловой
разупорядочением и упорядочением внешним магнитном полем ориентацию магнитных
моментов высокоспиновых магнитных нанокластеров марганца;
- наблюдение гистерезиса в МС образцов показывают, наличие коэрцитивной силы в
переориентации магнитных моментов нанокластеров марганца и тем самым дает предпосылки
существования ферромагнитной фазы.
В настоящее время не имеется какая либо теоретическая модель объясняющая
происхождения ферромагнитного состояния сильно компенсированных образцов р–Si.
Литературы
1.
Павлов Л.П. Методы измерения параметров полупроводниковых материалов. М.: Высш.
школа, 1987. C.350.
2.
A.К. Звёздын, В.В. Костюченко, и др. Магнитные молекулярные нанокластеры в
сильных магнитных полях. // УФН. 2002, Т 172, №11, ст. 1303-1306.
3.
А.И.Вейнгер, А.Г.Забродский, Т.В.Тиснек, Магнетосопротивление компенсированного
Ge:As на сверхвысоких частотах в области фазового перехода металл-изолятор. // ФТП, 2000,
том 34, вып. 7, c.774-783.
4.
А. Е. Варфоломеева, М. В. Седова. Эффект большого положительного
магнитосопротивления в слабых магнитных полях в металл-диэлектрических
нанокомпозитах. // ФТТ. 2003, том 45, в. 3, ст. 500-504.
Dostları ilə paylaş: |