Синтез и фазообразование в оксидной керамике состава Ba0.9Ca0.1Zr0.05M0.10Ti0.85O3 (M = Mn, Fe, Co) с управляемыми магнитными и оптическими свойствами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Керамические образцы со структурой перовскита состава Ba0.9Ca0.1Zr0.05M0.10Ti0.85O3 (M = Mn, Fe, Co) получены методом стандартного твердофазного синтеза. При помощи рентгенофазового анализа исследованы процессы фазообразования образцов, определены параметры их элементарных ячеек. Магнитные и оптические свойства полученных образцов исследованы методами магнитной восприимчивости и спектроскопии диффузного отражения. Установлено, что фазовый состав, а также магнитные и оптические свойства зависят от природы введенного парамагнитного элемента.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Федорова

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: avfiodorova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8242-5608
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Селютин

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: avfiodorova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5467-5658
Россия, Санкт-Петербург

Н. А. Медзатый

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: avfiodorova@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Žužić A., Ressle A., Macan J. // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 19. P. 27240. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.06.152
  2. Папынов Е.К., Белов А.А., Шичалин О.О и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 5. С. 592. https://doi.org/10.31857/S0044457X21050135
  3. Goldschmidt V.M. // Naturwissenschaften. 1926. V. 14. № 21. P. 477. https://doi.org/10.1007/BF01507527
  4. Yang Y., Wang Y., Yang Z. et al. // J. Power Sources. 2019. V. 438. P. 22689. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.226989
  5. Garg C., Roy D., Lonsky M. et al. // Phys. Rev. B. 2021. V. 103. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.014437
  6. Chung S.Y., Kim I.D., Kang S.J. // Nat. Mat. 2004. V. 3. P. 774. https://doi.org/10.1038/nmat1238
  7. Hoang K. // Phys. Rev. Mat. 2017. V. 1. № 7. P. 075403. https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.1.075403
  8. Никольская А.Б., Козлов С.С., Карягина О.К. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 6. С. 862. https://doi.org10.31857/S0044457X22060174
  9. Jiang S., Hu T., Gild J. et al. // Scripta Mater. 2018. V. 142. P. 116. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2017.08.040
  10. Biesuz M., Fu S., Dong J. et al. // J. Asian Ceram. Soc. 2019. V. 7. P. 127. https://doi.org/10.1080/21870764.2019.1595931
  11. Witte R., Sarkar A., Kruk R. et al. // Phys. Rev. Mat. 2019. V. 3. P. 034406. https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.3.034406
  12. Mao A., Xiang H., Zhang Z. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2020. V. 497. № 1. P. 165884. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.165884
  13. Бобрышева Н.П., Селютин А.А., Козин А.О. // Журн. общ. химии. 2014. Т. 84. № 3. С. 355.
  14. Ren K., Wang Q., Shao G. et al. // Scripta Mater. 2020. V. 178. P. 382. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2019.12.006
  15. Zhao Z., Xiang H., Dai F-Z. et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2019. V. 35. № 11. P. 2647. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2019.05.054
  16. Zhang K., Li W., Zeng J. et al. // J. Alloys Compd. 2020. V. 817. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153328
  17. Jiang S., Hu T., Gild J. et al. // Scripta Mater. 2018. V. 142. № 1. P. 116. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2017.08.040
  18. Sarkar A., Djenadic R., Wang D. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2018. V. 38. P. 2318. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2017.12.058
  19. Biesuz M., Fu S., Dong J. et al. // J. Asian Ceram. Soc. 2019. V. 7. P. 127. https://doi.org/10.1080/21870764.2019.1595931
  20. Sharma Y., Musico B.L., Gao X. et al. // Phys. Rev. Mater. 2018. V. 2. P. 060404. https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.2.060404
  21. Zhong Y., Sabarou H., Yan X. et al. // Mater. Des. 2019. V. 182. P. 108060. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2019.108060
  22. Гельчинский Б.Р., Балякин И.А., Юрьев А.А. и др. // Успехи химии. 2022. Т. 91. № 6. P. RCR5023. https://doi.org/10.1070/RCR5023
  23. Oses C., Toher C., Curtarolo S. // Nat. Rev. Mater. 2020 V. 5. P. 295. https://doi.org/10.1038/s41578-019-0170-8
  24. Venkatesh G., Blessto В., Santhosh K.R. et al. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2018. V. 314. Art. 653. https://doi.org/10.1088/1757-899X/314/1/012010
  25. Toher C., Oses C., Esters M. et al. // MRS Bull. 2022. V. 47. P. 194. https://doi.org/10.1557/s43577-022-00281-x
  26. Hao J., Bai W., Li W., Zhai J. // J. Am. Ceram. Soc. 2012. V. 95. № 6. P. 1998. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2012.05146.x
  27. Mezzourh H., Belkhadir S., Mezzane D. et al. // Phys. B. 2021. V. 603. P. 412760. https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412760
  28. Shankar J., KumarA.S., Sudheer Kumar R.V. // Ferroelectrics. 2023. V. 606. № 1. P. 207. https://doi.org/10.1080/00150193.2023.2189837
  29. Селютин А.А., Ширкин А.Ю., Касаткин И.А. и др. // Журн. общ. химии. 2015. Т. 85. № 3. С. 506.
  30. Rani A., Kolte J. Gopalan P. // Appl. Phys. A. 2022. V. 128. P. 442. https://doi.org/10.1007/s00339-022-05523-y
  31. Liu R., Chen Z., Lu Z. et al. // Ceram. Int. 2022. V. 48. № 2. P. 2377. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.10.018
  32. Chakraborty A., Liton M.N.H., Sarker M.S.I. et al. // Physica B: Condens. Matter. 2023. V. 648. https://doi.org/10.1016/j.physb.2022.414418
  33. Shangguan M., Zhang X., Wang C. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2023. V. 43. № 15. P. 6883. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2023.06.038
  34. Derkaoui I., Achehboune M., Boukhoubza I. et al. // Comput. Mater. Sci. 2023. V. 217. P. 111913. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2022.111913
  35. Meng Y., Liu K., Zhang X. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2022. V. 105. № 9. P. 5725. https://doi.org/10.1111/jace.18512
  36. Sherlin Vinita V., Sahaya Jude Dhas S., Suresh S. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2023. V. 565. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.170251
  37. Wang S., Zhu T., Sabatini R. et al. // Adv. Mater. 2022. V. 34. https://doi.org/10.1002/adma.202207261
  38. Shannon R.D., Prewitt C.T. // Acta Crystallogr., Sect. B. 1969. V. 25. P. 925. https://doi.org10.1107/S0567740869003220
  39. Калинников В.Т., Ракитин Ю.В. Введение в магнетохимию. Метод статической магнитной восприимчивости в химии. М.: Наука, 1980. 302 c.
  40. Ракитин Ю.В., Калинников В.Т. Современная магнетохимия. СПб.: Наука, 1994. 276 с.
  41. Федорова А.В., Чежина Н.В. // Журн. общ. химии. 2019. Т. 89. № 6. С. 917. https://doi.org10.1134/S0044460X19060099
  42. Федорова А.В., Чежина Н.В., Пономарева Е.А. и др. // Журн. общ. химии. 2023. Т. 93. № 1. С. 135. https://doi.org10.31857/S0044460X23010158

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифрактограммы образцов Ba0.9Ca0.1Zr0.05Mn0.10Ti0.85O3, полученных стандартным твердофазным методом при различных условиях прокаливания шихты.

Скачать (86KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы образцов Ba0.9Ca0.1Zr0.05Fe0.10Ti0.85O3, полученных стандартным твердофазным методом при различных условиях прокаливания шихты.

Скачать (91KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дифрактограммы образцов Ba0.9Ca0.1Zr0.05Co0.10Ti0.85O3, полученных стандартным твердофазным методом при различных условиях прокаливания шихты.

Скачать (86KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость экспериментальных значений эффективного магнитного момента (µэф) от температуры для образцов Ba0.9Ca0.1Zr0.05Fe0.10Ti0.85O3 (1), Ba0.9Ca0.1Zr0.05Mn0.10Ti0.85O3 (2), Ba0.9Ca0.1Zr0.05Co0.10Ti0.85O3 (3).

Скачать (62KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры диффузного поглощения образцов Ba0.9Ca0.1Zr0.05Fe0.10Ti0.85O3 (1), Ba0.9Ca0.1Zr0.05Mn0.10Ti0.85O3 (2), Ba0.9Ca0.1Zr0.05Co0.10Ti0.85O3 (3).

Скачать (98KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Спектры диффузного отражения образцов: a – Ba0.9Ca0.1Zr0.05Fe0.10Ti0.85O3 (а); б – Ba0.9Ca0.1Zr0.05Mn0.10Ti0.85O3 (б); в – Ba0.9Ca0.1Zr0.05Co0.10Ti0.85O3 (в). E, эВ.

Скачать (120KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024