چکیده: در این پژوهش نانوذرات فریت بیسموت به روش شیمیایی سل-ژل با استفاده از نیترات های فلزی آهن و بیسموت به عنوان منبع کاتیون های فلزی و مخلوط 2-متوکسی اتانول و اسید استیک به عنوان حلال سنتز شدند. در بخش اول این رساله اثر دمای خشک سازی محلول در دماهای ℃ 80، ℃ 100، ℃ 120 و ℃ 150 بر خواص ساختاری، اپتیکی، دی الکتریکی و مغناطیسی نانوذرات فریت بیسموت مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس و آنالیزهای دی الکتریکی نشان می دهد که نمونه خشک سازی شده در دمای ℃ 120 بیشترین مقدار فریت بیسموت خالص و کمترین تغییرات ثابت دی الکتریک را با افزایش فرکانس از 20 تا 10000 هرتز نشان می دهد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که با افزایش دمای خشک سازی اندازه متوسط دانه افزایش می یابد. نتایج آنالیز ویژگی های مغناطیسی نشان می دهد که نمونه های خشک شده در دماهای مختلف همگی دارای حلقه پسماند مغناطیسی هستند که به اشباع رسیده اند. مقدار مغناطش اشباع در نمونه های خشک شده در دماهای ℃ 80 تا ℃ 120 تقریبا به یکدیگر نزدیکند در حالیکه نمونه خشک شده در دمای ℃ 150 مغناطش اشباع بزرگتری نسبت به دیگر نمونه ها دارد که این امر می تواند در نتیجه وجود فازهای ثانویه مغناطیسی در این نمونه باشد. در بخش دوم این رساله به منظور بهینه سازی شرایط سنتز و کاهش مقدار فاز ثانویه با انتخاب دمای ℃ 120 به عنوان بهینه دما برای خشک سازی محلول به بررسی اثر دمای بازپخت بر خواص ساختاری، درصد خلوص، ویژگی های دی الکتریکی و مغناطیسی نانوذرات فریت بیسموت پرداخته شد. نتایج بررسی الگو های پراش پرتوی ایکس نمونه های بازپخت شده در دماهای مختلف نشان می دهد نمونه بازپخت شده در دمای ℃ 800 با حدود 1 درصد، کمترین مقدار ناخالصی و بیشترین مقدار فاز خالص فریت بیسموت را دارا می باشد. نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که با افزایش دمای بازپخت، اندازه متوسط دانه افزایش می یابد و نمونه بازپخت شده در دمای ℃ 800 بزرگترین اندازه دانه را دارا می باشد. نتایج بررسی های مغناطیسی نشان می دهد که نمونه های بازپخت شده در دماهای ℃ 500 تا ℃ 700 دارای حلقه های پسماند مغناطیسی اشباع شده می باشند در حالی که مغناطش نمونه بازپخت شده در دمای ℃ 800 با افزایش میدان مغناطیسی اعمالی به صورت خطی افزایش می یابد و در بازه میدان های اعمالی به اشباع نمی رسد. این نتایج با نتایج تصاویر میکروسکوپ الکترونی که نشان می دهد اندازه دانه در نمونه های بازپخت شده در دماهای ℃ 500 تا ℃ 700 اندازه دانه کوچکتری نسبت به دوره تناوب ساختار چرخشی اسپینی فریت بیسموت دارند اما نمونه بازپخت شده در دمای ℃ 800 با اندازه دانه خیلی بزرگتر از دوره تناوب ساختار اسپینی فریت بیسموت داشته و در نتیجه این نمونه ویژگی مغناطیسی فریت بیسموت حجمی را از خود نشان می دهد. با توجه به نتایج بخش های قبلی دمای خشک سازی ℃ 120 و دمای کلسینه ℃ 800 با مدت بازپخت 4 ساعت شرایط بهینه سنتز نانوذرات فریت بیسموت با بیشترین درصد خلوص تعیین شدند. در ادامه به منظور بهبود ویژگی های مغناطیسی نانوذرات فریت بیسموت، اثر آلایش عناصر نیکل و منیزیوم در جایگاه یون های آهن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی الگو های پراش پرتوی ایکس نمونه های فریت بیسموت سنتز شده نشان می دهد که آلایش عناصر نیکل و منیزیوم در جایگاه آهن موجب می شود که میزان فازهای ثانویه در نمونه های آلائیده نسبت به نمونه خالص افزایش زیادی پیدا می کند. نتایج بررسی های دی الکتریکی نشان می دهد که آلایش این عناصر موجب افزایش ثابت دی الکتریک در نمونه می شود. نتایج بررسی های مغناطیسی نشان می دهد آلایش عناصر دو ظرفیتی نیکل و منیزیوم درجایگاه یون های آهن موجب افزایش خاصیت فرومغناطیس در نمونه بشود که این افزایش مغناطش می تواند به دلیل تفاوت گشتاور مغناطیسی یون های آلایش شده با گشتاور مغناطیسی یون های آهن موجود در ساختار فریت بیسموت باشد. دلیل دیگری که می تواند منجر به افزایش مغناطش در نمونه های آلائیده بشود وجود فازهای ثانویه در نمونه های آلائیده می باشد.