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近年来，纳米材料及其性质引起了人们极大的关注。与其相关的纳米材料的制备和结构表征是纳米科学技术的两个重要方面。优化纳米材料的性质和研究纳米材料相应性质产生的机理具有重要的科学意义。由于纳米磁性材料具有独特的磁性和电子结构，已经得到了广泛的应用。作为铁氧体重要代表的锌铁氧体一直是人们研究的热点。
我们利用化学共沉淀方法制备了一系列的锌铁氧体样品。经X射线衍射(XRD)表征，样品属于立方晶系，为尖晶石结构。由振动样品磁强计(VSM)所得的磁滞回线显示，随着掺入Fe<,3>O<,4>。中锌含量的增加，样品饱和磁矩不是单调变化，而是先增大后减小，在锌掺入量为1/3时出现了一个最大值。为解释这一奇特的磁学现象，我们从阳离子的占位这一角度进行入手开展研究。将扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)作为主要的研究手段。EXAFS的一个明显优点是：由于不同种类原子吸收边的能量位置不同，因而可以方便地分别研究材料中每一类原子周围的近邻情况。并且通过对EXAFS数据的拟合，能够定量地得到吸收原子周围的配位数、键长、无序度等结构参数。这无疑对我们研究锌铁氧体的不同离子占位极为有利。主要成果如下：
(1)EXAFS结果显示：锌离子同时占据样品的四面体空隙(A位)和八面体空隙(B位)，并且在B位的含量明显小于在A位上的含量，并且通过拟合定量计算出了各种阳离子在各个位置上的含量。这一结果与锌离子优先占据A位和在热力学还未平衡时锌离子有可能占据B位的观点一致。对于这一研究，我们已有文章接受<[*]>另一篇文章已经投稿。
(2)利用EXAFS数据拟合的结果，分别选取Neel提出的双晶格模型和YafetoKittel提出的三晶格模型对样品的磁矩进行计算，尝试得出样品磁性变化的合理解释。比较两种模型下的计算结果，我们认为Yafet-Kittel三晶格模型更适合于解释锌铁氧体样品的比饱和磁化强度(M<,s>)变化。最后根据Yafet-Kittel三晶格模型从离子占位和超交换作用的角度对Zn<,x>Fe<,3-x>O<,4>纳米颗粒饱和磁矩的变化进行了解释。由于掺入较多的锌离子以后，A-O-B交换作用减弱，B-O-B交换作用增强，使得B位上的磁矩与A位上的磁矩形成一个所谓的Y-K角，造成B位上的磁矩不再严格地相互平行，最终使整个样品的总磁矩降低。