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授課老師：吳文海 研究生：劉聿豐

授課老師：吳文海 研究生：劉聿豐. 民國九十九年十二月二十一日. 前言. 釔鐵石榴石已經廣泛使用在電子裝置裡微波與磁光裝置上的磁光器件，如循環器、絕緣體、移相器。 在數十年來釔鐵石榴石已被廣泛被研究，據報導法拉第旋轉效應能促進榴石的釔離子替換為鉍離子 (Bi-YIG) ，使用在磁光式光盤和磁光顯示器有很大的吸引力。 許多研究已經利用 Bi-YIG 的粒子分散改質高分子軟片 ，使軟片顯示有好的磁光性質。利用 Bi-YIG 分散在環氧樹酯黏合劑裡，製備 Bi-YIG 合成物軟片，研究磁光性質。. 前言.

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授課老師：吳文海 研究生：劉聿豐

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Presentation Transcript

  1. 授課老師：吳文海研究生：劉聿豐 民國九十九年十二月二十一日

  2. 前言 釔鐵石榴石已經廣泛使用在電子裝置裡微波與磁光裝置上的磁光器件，如循環器、絕緣體、移相器。 在數十年來釔鐵石榴石已被廣泛被研究，據報導法拉第旋轉效應能促進榴石的釔離子替換為鉍離子(Bi-YIG)，使用在磁光式光盤和磁光顯示器有很大的吸引力。 許多研究已經利用Bi-YIG的粒子分散改質高分子軟片 ，使軟片顯示有好的磁光性質。利用Bi-YIG分散在環氧樹酯黏合劑裡，製備Bi-YIG合成物軟片，研究磁光性質。

  3. 前言 • 製備YIG粉末方法有球磨、共沉澱法、微乳劑、利用金屬醇鹽的水解反應形成非結晶檸檬酸凝膠。 • 其中以共沉澱法為較佳，在共沉澱法裡，沉澱物被生成同時而均勻分散在溶液中，再加入界面活性劑，阻止它們聚集。 • 本研究利用共沉澱法製備鉍取代釔鐵石榴石粒子，分別使用陰離子界面活性劑(SDS)、非離子界面活性劑(PEG-2000)、和陽離子界面活性劑(CTAB)，研究界面活性劑在Bi-YIG上性質的影響。

  4. 實驗材料 • Ferric nitrate硝酸鐵 • Yttrium nitratenitrate硝酸釔 • Bismuth nitrate硝酸鉍 • Polyethylene glycol 20000聚乙二醇 • Sodium dodecyl sulfate十二烷基硫酸鈉 • Cetyltrimethylammonium bromide溴化十六烷基三甲胺 • Nitric acid硝酸 • Ethanol乙醇 • Methyl methacrylate甲基丙烯酸甲酯 • Azobisisobutyronitrile偶氮二異丁腈 • 25%-ammonia aqueous solution25%氨水溶液

  5. 實驗方法 硝酸鉍、硝酸鐵、硝酸釔質量比為1.8：1.2：5 加入1wt%不同的表面活性劑 緩慢滴入氨水溶液大力攪拌(PH維持11) 得到懸浮液以去離子水清洗5次、乙醇清洗3次 放入真空乾燥氣溫度為700。C鍛燒1小時得到粉末 製備出不同表面活性劑Bi-YIG納米微球與MMA單體混合 混合物利用銑削轉速為40rpm持續三小時 分別得到PMMA粒子含量為0.2wt%厚度約2.5mm

  6. 結果與討論

  7. TG-DTA • Fig. 1. Combined TGA and DTA curves of YIG precursors (prepared using PEG-20000as surfactant). YIP相轉化成YIG 氫氧化物的分解反應 YIP形成 脫水過程凝膠釋放出水 重量損失21.85%

  8. XRD 3500~3200cm-1 3480cm-1 寬廣peak

  9. XRD 從圖二、圖三顯示添加表面活性劑，提高分散性而不會影響Bi-YIG相結構

  10. TEM 粒徑為80 nm粒子間嚴重聚集 粒徑為50 nm 粒徑為45 nm 粒徑為45 nm 分散性：CTAB>PEG>SDS Fig. 4. TEM images of powders: (a) none surfactant, (b) SDS as surfactant, (c) PEG-20000 as surfactant, and (d) CTAB as surfactant.

  11. Scherrer equation: D= 0.9/(cos )

  12. VSM 19.70 14.78 12.73 12.35 所有樣品都在低磁場下達到磁化飽和，可得知樣品為軟磁性質

  13. UV–vis range UV光譜儀測量改質後的PMMA吸收係數，波長為400~800 nm

  14. 粒子大小會影響磁光性質，而粒子越小磁光性質越好粒子大小會影響磁光性質，而粒子越小磁光性質越好

  15. 結論 • YIG在650。C為形成階段，在700 。C時完成。 • 三種不同表面活性劑可提高YIG粒子的分散性，其中以陽離子表面活性劑CTAB為較好，其次是非離子表面活性劑PEG-2000，最後為陰離子表面活性劑SDS。 • 不同粒子PMMA改質的磁光性質，所有切片皆具有良好的磁光性質，所有結果顯示CTAB作為表面活性劑製備粒子為有最好顆粒大小和磁光盤的應用。

  16. Thank you for your attention

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