مناقشة أطروحة طالب الدكتوراه علي مصطفى محمد من قسم علوم الفيزياء

ناقش قسم علوم الفيزياء في كلية العلوم بجامعة ديالى أطروحة طالب الدكتوراه علي مصطفى محمد والموسومة تحضير ودراسة الخصائص التركيبية والكهربائية والمغناطيسية لجسيمات الكوبلت فرايت النانوية المعوضة وذلك في يوم الخميس الموافق 2019/1/17 وعلى قاعة المناقشات في عمادة الكلية , وحضرها السيد مساعد رئيس الجامعة للشؤون العلمية الأستاذ المساعد الدكتور جاسم محمد عباس والدكتور علي خضير مدير قسم الشؤون العلمية والدكتور حيدر مدير قسم البعثات والعلاقات الثقافية والدكتورة يسرى مديرة قسم الدراسات والتخطيط والمتابعة في رئاسة الجامعة.

أهدفت الدراسة إلى تحضير ودراسة الخصائص التركيبية والكهربائية والمغناطيسية للمغنيسيوم والكروميوم المعوض بالكوبلت فرايت النانوي ذي الصيغة الكيميائية المتوازنة Co1-xMgxFe2O4 و CoCrxFe2-xO4 على التوالي، حيث أن ( 0.0، 0.2، 0.4، 0.6، 0.8، و 1.0) باستخدام طريقة السول- جل ذات الاحتراق الذاتي. تمت كلسنة المساحيق المحروقة في درجة حرارة 600 و 700 و 800 درجة مئوية لمدة 3 ساعات لدراسة الخصائص التركيبية والمغناطيسية. العينات التي تمت كلسنتها عند درجة حرارة 800 درجة مئوية تم كبسها مع اضافة (2٪) من مادة الـ PVA على شكل اقراص دائرية ثم تم تلبيدها عند درجة حرارة 900 درجة مئوية لمدة 3 ساعات لدراسة الخصائص الكهربائية.

أظهرت نتائج حيود الاشعة السينية XRD ان جميع القمم الرئيسية للمغنيسيوم المعوض بالكوبلت فرايت ذات الجسيمات النانوية كانت مطابقة للتركيب المغزلي الاحادي الطور، وأن عدم وجود قمم في الكروميوم المعوض بالكوبلت فرايت المحروقة تشير إلى الطبيعة غير المتبلورة للعينات. في حين تؤكد العينات المكلسنة عند درجة حرارة 600 و 700 درجة مئوية على تكوين الطور المغزلي. فيما أظهرت عينات المسحوق النانوي المكلسن عند درجة حرارة 800 درجة مئوية تشكيل التركيب المغزلي المكعبي الاحادي الطور لجميع قيم الكروميوم المعوضة بالكوبلت فرايت النانوي. بشكل عام، عندما تزداد درجة حرارة الكلسنة، تصبح قمم الحيود أكثر حدة وأضيق، وتزداد شدتها.

وأظهرت مطيافية الاشعة تحت الحمراء (FT-IR) في كلتا المجموعتين نطاقي امتصاص رئيسية في المدى (400-600 cm-1)، مما تشير إلى تشكيل التركيب المغزلي المكعبي. في حالة تعويض المغنيسيوم بالكوبلت فرايت، لوحظ انتقال مماثل لكل من النطاقين و باتجاه الترددات المنخفضة مع زيادة درجة الحرارة التكليس والتعويض. بينما في حالة التعويض بالكروميوم، فإن غياب أي ذروة امتصاص في العينات المحروقة مع زيادة التعويض ايضاً تشير إلى الطبيعة غير المتبلورة للعينات. ومع ذلك ، فإن العينات المكلسنة عند درجة حرارة 600، 700 800 درجة مئوية عرضت قمم (FT-IR) مميزة للفرايت. كما لوحظ تغيرٌ طفيفٌ في النطاقين و باتجاه الترددات العالية مع الزيادة في نسبة التعويض بالكروميوم.

إن الطبيعة المسامية والحجم النانوي والتوزيع المتجانس تقريباً لحجوم الجسيمات تم عرضها بواسطة صورة المجهر الالكتروني الماسح ذي الانبعاث المجالي (FE-SEM). حيث يكشف التصوير الميكروسكوبي للمغنيسيوم والكروميوم المعوضة في الكوبلت فيرايت ان التركيبية المجهرية للفرايت تأثرت بالتعويض وتظهر تكتلات مع جسيمات متجانسة كروية واخرى متعددة السطوح. إن نطاق فجوة الطاقة البصرية لفرايت الكوبلت المحروقة المكلسنة عند 600 و 700 و 800 درجة مئوية تساوي eV 1.610 و eV 1.609 و eV 1.605 و eV 1.598 على التوالي. هذه الطاقات قلت مع زيادة درجة حرارة الكلسنة وحجم الجسيمات ، في حين أظهرت زيادة مع الزيادة في نسبة التعويض بالمغنيسيوم والكروميوم.

خصائص العزل الكهربائي تم قياسها بواسطة المقاومة، السعة، المحاثة (LCR) في مدى تردد (50Hz-1MHz) عند درجة حرارة الغرفة. وجد ان ثابت العزل الكهربائي ، وزاوية ظل الفقد العزلي ، ومعامل الفقد العزلي لكل من المغنيسيوم والكروميوم المعوضة بالكوبلت فرايت النانوي في حالة تناقص متزايد. وان هذا السلوك يعتبر سلوكاً نموذجًا للفرايت كما هو موضح في نموذج Koop’s. كما وجد ان ثابت العزل الكهربائي يزداد مع الزيادة في التعوض بايوني Mg2+ و Cr3+، في حين ان كل من زاوية ظل الفقد العزلي ومعامل الفقد العزلي للكوبلت فرايت قلت مع الزيادة في نسبة التعويض بايوني Mg2+ وCr3+ في الدراسة الحالية. ان التوصيلية المتناوبة تزداد تدريجياً مع زيادة التردد، وقلت بزيادة التعوض بايوني Mg2+ و Cr3+معتمدة التعويض الجزئي والفرق في الحجم الحبيبي.

لوحظ ضعف في التفاعل المغناطيسي بين الكاتيونات باستخدام نموذج الاهتزاز المغناطيسي (VSM) ، بسبب استبدال Co2+ و Fe3+ في الموقع-B الثمانية السطوح بأيونات Mg2+ و Cr3+ على التوالي، مما تسبب في انخفاض التشبعية المغناطيسية و التخلفية المغناطيسية . ان انخفاض التباين المغناطيسي وحجم الجسيمات كانت هي المسؤولة عن الانخفاض في القوة القهرية . بشكل عام، تظهر القياسات المغناطيسية تحولاً تدريجياً من خصائص مغناطيسية صلبة إلى خصائص مغناطيسية الين مع التعوض بايوني Mg2+ و Cr3 وان المعلمات المغناطيسية؛ ، و شهدت انخفاضاً مع الزيادة في نسبة التعويض.

وتألفت لجنة المناقشة من السادة المدرجة أسماؤهم في أدناه:

أ. د. رعد محمد صالح / جامعة بغداد / كلية العلوم … رئيساً
أ. د. صباح أنور سلمان / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً
أ. م. د. شهاب أحمد زيدان / الجامعة التكنولوجية / قسم العلوم التطبيقية … عضواً
أ. م. د. علي حسن رسن / الجامعة المستنصرية / كلية التربية … عضواً
أ. م. د. زياد طارق خضير / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً
أ. د. تحسين حسين مبارك / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً ومشرفاً
أ. د. صباح محمد علي / جامعة كركوك / كلية الربية للعلوم الصرفة … عضواً ومشرفاً

و أشاد السيد رئيس لجنة المناقشة الاستاذ الدكتور رعد الحداد واعضاء لجنة المناقشة اشادوا كثيرا بموضوع الاطروحة والامانة العلمية المعتمدة فيها والنتائج المتميزة التي حققتها واكدوا انها تستحق اكثر من براءة اختراع في اكثر من زاوية فيها، وكان للدفاع الجيد للطالب عن اطروحته اثراً كبيراً في نفس اعضاء لجنة المناقشة حيث اوضح السيد رئيس اللجنة ان الطالب كان مصيباً في جميع اجاباته سواء ماكان منها يتعلق بمجال المواد او بمجال الكم او بمجال الالكترونيك والظواهر الكهرومغناطيسية، واعتبر ذلك دليلا على قوة الكورس التحضيري اللذي تلقاه الطالب مما يدل على قوة ورصانة دراسة الدكتوراه في هذه الكلية. وقد تم قبول الأطروحة ومنح الطالب شهادة الدكتوراه في تخصص فيزياء المواد والحالة الصلبة.