اثر جانشانی مضاعف یون های Nd 3 و Dy 3 بر خواص ساختاری، میکروساختاری و مغناطیسی نانوذرات فریت بیسموت

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علی آباد کتول، گروه فیزیک، شهرستان علی آباد کتول

2 Department of physics, Semnan University, Semnan

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه سمنان، سمنان

چکیده

در این پروژه نانوذرات Bi0.6Dy0.4-xNdxFeO3، با مقادیر 4/0 و 3/0 ،2/0 ،1/0 ،0/0 x به روش سل‌ژل تهیه و سنتز شده‌اند. خواص ساختاری، میکروساختاری و مغناطیسی این نانوذرات با استفاده از آزمون‌های پراش اشعه‌ی ایکس XRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی FE-SEM و مغناطش‌سنج نمونه ارتعاشی VSM در دمای اتاق اندازه-گیری شد. برازش الگوی پراش پرتو X نمونه‌ها، نشان می-دهد که یک انتقال فاز از لوزی‌رخ با گروه فضایی R3c به راستگوشی با گروه فضایی pnma رخ داده است. آلایش دیسپرزیوم و نئودمیوم در جایگاه بیسموت موجب کاهش پارامترهای شبکه، اندازه‌ی بلورک‌ها و حجم سلول واحد می-شود. تصاویر FE-SEM نیز کاهش اندازه ذرات را نشان می-دهد. حلقه‌ی پسماند مغناطیسی نانوپودرها نشان دهنده‌ی بهبود خواص مغناطیسی نانوذرات است و یک رفتار فرومغناطیسی را نشان می‌دهند. بیشترین مغناطش اشباع مربوط به نمونه 1/0x با مقدار emu/gr 9509/2 است.

کلیدواژه‌ها


[1] I. Sosnowskat, T. Peterlin-Neumaier, E.
Steichele, “Spiral magnetic ordering in bismuth
ferrite,” J. Phys. C: Solid State Phys. 15, 4835-4846,
1982.
[2] J. R. Teague, R. Gerson, W. J. James, “Dielectric
hysteresis in single crystal BiFeO3,” Solid State
Communications 8, 1073-1074, 1970.
[3] R. S. Palai, H. Katiyar, P. Schmid, S. J. Tissot,
J. Clark, S. A. T. Robertson, G. Redfern, “β phase
and γ-β metal-insulator transition in multiferroic
BiFeO3,” Phys. Rev. B, 77, 014110-11, 2008.
[4] V. Kumar, A. Gaur, R. Kotnala, “Anomalous
dielectric response with suppression in Neel
temperature of Bi0.9Y0.1Fe1-xMnxO3 (0≤x≤0.07)
Ceramics,” J. Alloys Compd. 551, 410-414, 2013.
[5] D. Khomskii, “Classifying multiferroics:
Mechanisms and effects,” Physics, 2, 20, 2009.
[6] R. Guo, L. Fang, W. Dong, F. Zheng, M. Shen,
“Enhanced photocatalytic activity and
ferromagnetism in Gd doped BiFeO3
nanoparticles,” J Phys Chem C 114, 21390-21396,
2010.
[7] A.K. Pradhan, K. Zhang, D. Hunter, J.B.
Dadson, G.B. Loutts, P. Bhattacharya, Katiyar, J.
Zhang, D.J. Sellmyer, U.N. Roy, Y. Cui, A. Burger,
“Magnetic and electrical properties of single-phase
multiferroic BiFeO3,” J. Appl. Phys. 97, 093903-7,
2005.
[8] Y.P. Wang, L. Zhou, M.F. Zhang, X.Y. Chen,
J.M. Liu, Z.G. Liu, “Room-temperature saturated
ferroelectric polarization in BiFeO3 ceramics
synthesized by rapid liquid sintering,” Appl. Phys.
Lett. 84, 1731-3, 2005.
[9] I. O. Troyanchuk, O. S. Mantytskaya, A. N.
Chobot, N. V. Tereshko, “Magnetic properties of
multiferroics Bi1-xAxFeO3-x/2 (A=Ca, Sr, Pb, Ba),”
Phys. Solid State 51, 2105-2108, 2009.

[10] I. Sosnowska, R. Przeniosto, P. Fischer, V. A.
Murashov, “Neutron diffraction studies of the
crystal and magnetic structures of BiFeO3 and
Bi0.93La0.07FeO3,” J. Magn. Magn. Mater. 160, 384-
385, 1996.
[11] V. R. Palkar, C. Kundaliya Darshan, S. K.
Malik, “Effect of Mn substitution on
magnetoelectric properties of bismuto derrite
system,” J. Appl. Phys. 93, 4337-4339, 2003.
[12] A. Shabbir, Z. A. Gilani, A. Nawaz, M. F.
Warsi, M. A. Khan, S. Nazir, M. F. A. Aboud,
“Enhanced dielectric and photocatalytic behaviour
of Dy-Co co-doped multiferroic BiFeO3
nanoparticles,” Digest Journal of Nanomaterials and
Biostructures 11, 1189-1195, 2016.
[13] R. D. Shannon, “Revised effective ionic radii
and systematic studies of interatomic distances in
halides and chalcogenides,” Acta crystallogr. A 32,
751-767, 1976.
[14] M. Arora, P. C. Sati, S. Chauhan, H. Singh, K.
L. Yadav, S. Chhoker, M. Kumar, “Structural,
Magnetic and optical properties of Bi1-xDyxFeO3
nanoparticles synthesized by sol-gel method,”
Materials Letters 96, 71-73, 2013.
[15] D. Wang, M. Wang, F. Liu, Y. Cui, Q. Zhao,
H. Sun, H. Jin, M. Cao, “Sol-gel synthesis of Nddoped BiFeO3 Multiferroic and its
characterization,” Ceramics International 41, 8768,
2015.
[16] S. k. Pradhan, B.K. Roul, Improvement of
multiferroic and leakage property in monophasic
BiFeO3, Physical B, 406, 3313, 2011.
[17] H. Lueken, “Course of lectures on magnetism
of lanthanide ions under varying ligand and
magnetic fields,” Institute of Inorganic Chemistry,
RWTH Aachen University, 6, 2008.
[18] H. W. Zhang,T. Y. Zhao, J. Zhang,C. B . Rong,
S. Y. Zhang, B. G. Shen, L. Li, L. G. Zhang, “Large
coercivity in nanocrystalline TbMn6Sn6 permanent
magnets prepared by mechanical milling,” Journal
of Physics D: Applied Physics 36(15), 1769, 2003.
[19] G. Lazenka, Zhang, J. Vanacken, I. Makoed, A.
Ravinski, V. Moshchalkov, “Structural
transfortation and magnetoelectric behaviour in Bi1- xGdxFeO3 multiferroics,” Journal of Physics
D: Applied Physics, 45, 125002, 2012.
[20] S. Chauhan, M. Arora, P. C. Sati, S. Chhoker,
S. C. Katyal, M. Kumar, “Structural, vibrational,
optical, magnetic and dielectric properties of Bi1-
xBaxFeO3 nanoparticles,” Ceramics International
39, 6399, 2013.