Вплив заміщення неодимом на термомагнітну відповідь та колоїдну поведінку наночастинок фериту міді

Abstract

У даній роботі наночастинки Cu1-xNdxFe2O4 (x = 0,00–0,11) були синтезовані методом золь-гель автогоріння та досліджені для оцінки впливу заміщення неодимом на їх структурні, магнітні та нагрівальні характеристики для застосування в магнітній гіпертермії. Рентгенівська дифракція підтвердила утворення шпінельних структур у всіх складах. Магнітні вимірювання продемонстрували немонотонну зміну намагніченості насичення (Ms), яка досягала максимального значення 62,11 emu/g при x = 0,05. Коерцитивна сила (Hc) коливалася в межах 236–273 Е, що свідчить про вплив Nd3+-заміщення на магнітну анізотропію системи. Відповідні часи релаксації за Нелем (τN) знаходилися в діапазоні приблизно 5–22 нс, що свідчить про ефективне магнітне нагрівання для окремих складів. Вимірювання дзета-потенціалу засвідчили покращену колоїдну стабільність за умов помірного заміщення Nd, при якому значення перевищували +30 мВ для x = 0,03–0,07, що вказує на сприятливу дисперсність частинок для біомедичних застосувань. Ефективність магнітної гіпертермії досліджувалась у змінному магнітному полі (23,8 кА/м, 357 кГц) з використанням моделей Бокса–Люкаса та Ньютона. Найвищі значення питомого коефіцієнта поглинання (SAR) були зафіксовані для зразків з x = 0,03, 0,05 та 0,11. Отримані результати підкреслюють важливість ретельного підбору рівня заміщення рідкісноземельними іонами для керування поверхневим зарядом, магнітною анізотропією та механізмами релаксації.