Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các đặc tính cấu trúc, hình thái, điện và từ của nanocomposite 20MnFe2O4-80SiO2 được tổng hợp bằng phương pháp tự đốt một bước
Tóm tắt
Chúng tôi báo cáo một cuộc điều tra về các đặc tính cấu trúc, hình thái, điện ac-dc, từ và quang phổ Mössbauer của nanocomposite 20MnFe2O4-80SiO2 được chuẩn bị bằng phương pháp tự đốt một bước và thuận tiện. Mẫu XRD cho thấy sự hình thành của các tinh thể nano MnFe2O4 mà không có sự tinh thể hóa của pha SiO2. Tuy nhiên, sự hiện diện của một pha thứ cấp là các hạt α-Fe2O3 có kích thước nano cũng đã được phát hiện. Phân tích hình thái cho thấy sự tập hợp của các tinh thể nano từ hình đa giác phân tán không đồng nhất trong ma trận silica. Các phép đo điện dc được thực hiện trong khoảng nhiệt độ từ 120 đến 400 K cho thấy tính chất bán dẫn của nanocomposite. Sự phụ thuộc nhiệt độ của độ dẫn điện dc có thể được khớp hoàn hảo với mô hình nhảy gần nhất với năng lượng kích hoạt, ΔENNH, là 0.45 eV. Các biểu đồ Nyquist cho thấy xu hướng không đơn điệu được kích hoạt nhiệt và hành vi không-debye. Một mạch tương đương đã được phù hợp thành công với các quang phổ trở kháng phức tạp. Sự biến đổi của cả độ dẫn điện của hạt và độ dẫn điện của ranh giới hạt theo nhiệt độ thể hiện ba vùng khác biệt: bán dẫn-kim loại-bán dẫn với các năng lượng kích hoạt khác nhau trong khoảng nhiệt độ đo được. Mô tả được cung cấp cho hành vi như vậy còn được ủng hộ bởi các nghiên cứu về độ dẫn điện ac và mô-đun điện môi. Các phép đo VSM cho thấy hành vi từ tính của nanocomposite lệch khỏi hình ảnh siêu từ tính không tương tác lý tưởng, do sự hiện diện của tạp chất tinh thể nano α-Fe2O3 và các tương tác trao đổi tương đối mạnh giữa các ion. Quang phổ Mössbauer cho thấy sự hiện diện của các ion Fe3+ với môi trường sáu lần và cũng xác nhận sự tồn tại của một sextet liên quan đến α-Fe2O3 với số lượng khoảng 20% trong số các thành phần từ tính. Các đôi siêu từ tính Fe3+ cũng được tìm thấy trong quá trình khớp.
Từ khóa
#nanocomposite #20MnFe2O4-80SiO2 #tự đốt #tính chất điện #tính chất từTài liệu tham khảo
S.A. Salehizadeh, N.M. Ferreira, M.S. Ivanov, V.A. Khomchenko, J.A. Paixão, F.M. Costa, M.A. Valente, M.P.F. Graça, Mater. Res. Bull. 131, 110972 (2020)
Aakash, R. Choubey, D. Das, S. Mukherjee, J. Alloys Compd. 668, 33 (2016)
J.R. Huang, C. Cheng, J. Appl. Phys. 113, 33912 (2013)
R.-R. Gao, Y. Zhang, W. Yu, R. Xiong, J. Shi, J. Magn. Magn. Mater. 324, 2534 (2012)
Z. Wang, Z. Li, Y. Zhang, R. Zhang, P. Qin, C. Chen, L. Winnubst, Ceram. Int. 40, 4875 (2014)
S. Güner, M. Amir, M. Geleri, M. Sertkol, A. Baykal, Ceram. Int. 41, 10915 (2015)
Z.Ž Lazarević, Č Jovalekić, A. Recnik, V.N. Ivanovski, M. Mitrić, M.J. Romčević, N. Paunović, B.D. Cekić, N.Ž Romčević, J. Alloys Compd. 509, 9977 (2011)
K. Vamvakidis, M. Katsikini, D. Sakellari, E.C. Paloura, O. Kalogirou, C. Dendrinou-Samara, Dalt. Trans. 43, 12754 (2014)
M. Harada, M. Kuwa, R. Sato, T. Teranishi, M. Takahashi, S. Maenosono, A.C.S. Appl, Nano Mater. 3, 8389 (2020)
M.A. Cobos, P. de la Presa, I. Llorente, J.M. Alonso, A. García-Escorial, P. Marín, A. Hernando, J.A. Jiménez, J. Phys. Chem. C 123, 17472 (2019)
M. Siddique, N.M. Butt, Phys. B Condens. Matter 405, 4211 (2010)
L.I. Granone, A.C. Ulpe, L. Robben, S. Klimke, M. Jahns, F. Renz, T.M. Gesing, T. Bredow, R. Dillert, D.W. Bahnemann, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 28267 (2018)
D.K. Pradhan, S. Kumari, V.S. Puli, P.T. Das, D.K. Pradhan, A. Kumar, J.F. Scott, R.S. Katiyar, Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 210 (2017)
A. Baykal, S. Esir, A. Demir, S. Güner, Ceram. Int. 41, 231 (2015)
S.A. Salehizadeh, M.P.F. Graça, M.A. Valente, Phys. Status Solidi Curr. Top. Solid State Phys. (2014). https://doi.org/10.1002/pssc.201400015
S. Baraghani, Z. Barani, Y. Ghafouri, A. Mohammadzadeh, T.T. Salguero, F. Kargar, A.A. Balandin, ACS Nano (2022). https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00378
Seema, S. Rohilla, AIP Conf. Proc. (2020). https://doi.org/10.1021/nl034816k
C.R. Vestal, Z.J. Zhang, Nano Lett. 3, 1739 (2003)
C. Caparrós, M. Benelmekki, P.M. Martins, E. Xuriguera, C.J.R. Silva, L.M. Martinez, S. Lanceros-Méndez, Mater. Chem. Phys. 135, 510 (2012)
M. Nakhaei, D.S. Khoshnoud, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 32, 14286 (2021)
M. Stoia, C. Caizer, M. Ştefănescu, P. Barvinschi, L. Barbu-Tudoran, J. Sol-Gel Sci. Technol. 58, 126 (2011)
S.A. Salehizadeh, B.F.O. Costa, P. Sanguino, V.H. Rodrigues, J-M. Greneche, A. Cavaleiro, M.A. Valente, Mater. Sci. Eng. B. (2022). https://doi.org/10.1016/j.mseb.2022.115902
R. Zamiri, H. Mahmoudi Chenari, H.F. Moafi, M. Shabani, S.A. Salehizadeh, A. Rebelo, J.S. Kumar, M.P.F. Graça, M.J. Soares, J.M.F. Ferreira, Ceram. Int. 42, 12860 (2016)
S.A. Salehizadeh, B.M.G. Melo, F.N.A. Freire, M.A. Valente, M.P.F. Graça, J. Non. Cryst. Solids 443, 65 (2016)
A.M. Jubb, H.C. Allen, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 2, 2804 (2010)
I. Chamritski, G. Burns, J. Phys. Chem. B 109, 4965 (2005)
Y. Zhou, B. Xiao, S.-Q. Liu, Z. Meng, Z.-G. Chen, C.-Y. Zou, C.-B. Liu, F. Chen, X. Zhou, Chem. Eng. J. 283, 266 (2016)
M.A.G. Soler, T.F.O. Melo, S.W. Da Silva, E.C.D. Lima, A.C.M. Pimenta, V.K. Garg, A.C. Oliveira, P.C. Morais, J. Magn. Magn. Mater. 272–276, 2357 (2004)
P. Chandramohan, M.P. Srinivasan, S. Velmurugan, S.V. Narasimhan, J. Solid State Chem. 184, 89 (2011)
D. Varshney, K. Verma, A. Kumar, Mater. Chem. Phys. 131, 413 (2011)
D. Souri, Z.E. Tahan, S.A. Salehizadeh, Indian J. Phys. 90, 407 (2016)
S. Balamurugan, M.D. Devi, I. Prakash, S. Devaraj, Appl. Surf. Sci. 449, 542 (2018)
J.M.D. Coey, Magnetism and magnetic materials (Cambridge University Press, Cambridge, 2010)
H. Zheng, W. Weng, G. Han, P. Du, J. Phys. Chem. C 117, 12966 (2013)
R. Zamiri, S.A. Salehizadeh, H.A. Ahangar et al., Dielectric and optical properties of Ni- and Fe-doped CeO2 Nanoparticles. Appl Phys A Mater Sci Process (2019). https://doi.org/10.1007/S00339-019-2689-3
K. Nadeem, F. Zeb, M. Azeem Abid, M. Mumtaz, M. Anis Ur Rehman, J. Non. Cryst. Solids 400, 45 (2014)
R.A. Lunt, A.J. Jackson, A. Walsh, Chem. Phys. Lett. 586, 67 (2013)
S.A. Saafan, S.T. Assar, J. Magn. Magn. Mater. 324, 2989 (2012)
C. Behera, R.N.P. Choudhary, P.R. Das, Ceram. Int. 41, 13042 (2015)
P. Lunkenheimer, V. Bobnar, A.V. Pronin, A.I. Ritus, A.A. Volkov, A. Loidl, Phys. Rev. B 66, 52105 (2002)
E. Veena Gopalan, K.A. Malini, S. Saravanan, D. Sakthi Kumar, Y. Yoshida, M.R. Anantharaman, J. Phys. D. Appl. Phys. 41, 185005 (2008)
J. Kolte, P.H. Salame, A.S. Daryapurkar, P. Gopalan, AIP Adv. 5, 097164 (2015)
S.A. Salehizadeh, H.M. Chenari, M. Shabani, H.A. Ahangar, R. Zamiri, A. Rebelo, J.S. Kumar, M.P.F. Graça, J.M.F. Ferreira, RSC Adv. 8, 2100 (2018)
M. Younas, M. Nadeem, M. Atif, R. Grossinger, J. Appl. Phys. (2011). https://doi.org/10.1063/1.3582142
J.B. Goodenough, Phys. Rev. 117, 1442 (1960)
J. Jacob, M.A. Khadar, J. Appl. Phys. 107, 114310 (2010)
E. Oumezzine, S. Hcini, F.I.H. Rhouma, M. Oumezzine, J. Alloys Compd. 726, 187 (2017)
R. Zamiri, S.A. Salehizadeh, H.A. Ahangar, M. Shabani, A. Rebelo, J. Suresh Kumar, M.J. Soares, M.A. Valente, J.M.F. Ferreira, Mater. Chem. Phys. (2017). https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.01.066
P. Tiberto, G. Barrera, F. Celegato, M. Coïsson, A. Chiolerio, P. Martino, P. Pandolfi, P. Allia, Eur. Phys. J. B 86, 173 (2013)
E.C. Mendonça, C.B.R. Jesus, W.S.D. Folly, C.T. Meneses, J.G.S. Duque, A.A. Coelho, J. Appl. Phys. 111, 53917 (2012)
R.E. Vandenberghe, E. De Grave, Application of Mössbauer spectroscopy Earth sciences, in Mössbauer spectroscopy. ed. by Y. Yoshida, G. Langouche (Springer Berlin Heidelberg, Berlin, 2013), pp. 91–185