《表1 NiFe1.98RE0.02O4 (RE=Pr, Nd, Sm) 纳米丝和NiFe2O4纳米丝的平均晶粒尺寸及磁性能参数》

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《"一维NiFe_(1.98)RE_(0.02)O_4(RE=Pr,Nd,Sm)纳米丝的结构和磁性能"》

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图4为NiFe1.98RE0.02O4（RE=Pr，Nd，Sm）纳米丝和NiFe2O4纳米丝的磁滞回线，表1给出了所制备的NiFe1.98RE0.02O4（RE=Pr，Nd，Sm）纳米丝和NiFe2O4纳米丝的平均晶粒尺寸（D）、饱和磁化强度（Ms）、剩余磁化强度（Mr）和矫顽力（Hc）的大小。由图4可以看出，所有NiFe1.98RE0.02O4（RE=Pr，Nd，Sm）纳米丝都表现出软磁特性，其中NiFe1.98Nd0.02O4纳米丝的Ms最大，Hc最小，软磁性能最好。由表1可知，NiFe2O4，NiFe1.98RE0.02O4（RE=Pr，Nd，Sm）纳米丝的Ms分别为35.53，39.58，41.10，34.23（A·m2）/kg，表明掺杂Pr3+，Nd3+均增大了NiFe2O4纳米丝的Ms，掺杂Sm3+则减小了NiFe2O4纳米丝的Ms。NiFe2O4，NiFe1.98RE0.02O4（RE=Pr，Nd，Sm）纳米丝的Mr分别为12.26，10.26，10.56，10.28（A·m2）/kg；Hc分别为16980，14119.2，13678.4，15937.6 A/m；表明掺杂Pr3+，Nd3+，Sm3+均减小了NiFe2O4纳米丝的Mr和Hc。这主要与掺杂Pr3+，Nd3+，Sm3+的有效磁矩、离子半径和纳米丝的晶粒尺寸和磁晶各向异性有关[2 5]。尖晶石型NiFe2O4的磁矩主要来源于B位上的Ni2+，这是A，B位晶格Fe3+磁矩相互抵消的结果。稀土Pr3+，Nd3+，Sm3+的半径大于Fe3+，少量的稀土Pr3+，Nd3+，Sm3+在尖晶石NiFe2O4结构中代替B位晶格的Fe3+，优先占据B位，导致A、B位内磁矩差的改变；同时，掺杂少量的稀土Pr3+，Nd3+，Sm3+改变了NiFe2O4纳米丝的晶粒大小，使其比表面积改变，表面效应影响明显，从而导致NiFe2O4纳米丝的Ms改变[26]。由于掺杂Pr3+，Nd3+，Sm3+均减小了NiFe2O4纳米丝的晶粒尺寸，使其磁晶各向异性减弱，因此，导致其Hc减小。