Effect of Strontium on the Structural, Optical, and Magnetic Properties of Bi(1-x)SrxFeO3

خالد حميد جبر

doi:10.52716/jprs.v15i1.898

المؤلفون

خالد حميد جبر Ministry of Oil, Baghdad ‏Oil Training Institute, Baghdad, Iraq

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v15i1.898

الكلمات المفتاحية:

solid-state reaction, Bi(1-x)SrxFeO3‎, magnetic‎ properties.

الملخص

تم إنتاج المركب Bi_(1-x)Sr_xFeO₃‎ (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8) عبر تقنية تفاعل الحالة الصلبة عند 850 درجة مئوية، لتقييم كيفية تأثير السترونتيوم على البنية. تم إجراء حيود الأشعة السينية (XRD)، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة من الطاقة (EDX)، التحليل المغناطيسي (VSM)، وقياسات فجوة النطاق بواسطة التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية المرئية. النتائج المتحصل عليها هي تكوين مواد بلورية ذات سطوح معينية الشكل وتحولها إلى الطور الكاذب عند x = 0.4. ينخفض حجم الجسيمات من 36.5 نانومتر حتى 17 نانومتر للعينة النقية في BSFO. تسبب السترونتيوم Sr+2 في زيادة مغنطة البقايا (Mr) والمجال القسري (Hc)، مما أدى إلى تطوير مغنطة BiFeO₃، ويستخدم التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية المرئية لحساب التأثير البصري المباشر فجوة النطاق لجميع العينات كانت قيمتها في حدود 2.4 إلى 2.9 الكترون فولت.

المراجع

S. Sindhu, and M. R. Anantharaman, “Preparation and Characterization of Spinel Ferrites –‎Their Incorporation in Rubber Matrix and Evaluation of Properties,” PhD diss., Cochin University of Science and Technology, 2001‎. http://dyuthi.cusat.ac.in/purl/1001

D. Dimos, and C. Mueller, “Perovskite Thin Films For High-Frequency Capacitor Applications”, ‎ Annual Review of Materials Research, vol. 28, pp. 397-419, 1998.‎ https://doi.org/10.1146/annurev.matsci.28.1.397

A. I. Kingon, S. K. Streiffer, C. Basceri, and S. R. Summerfelt, “High-Permittivity Perovskite Thin Films for Dynamic Random-Access Memories"‎, MRS Bulletin, ‏‎ vol. 21, no. 7, pp. 46-52, 1996.‎ https://doi.org/10.1557/S0883769400035910

H. Obayashi, Y. Sakurai, and T. Gejo, “‎Perovskite-type oxides as ethanol sensors”, ‎ Journal of Solid State Chemistry, ‎‎vol. 17, no. 3, pp. 299-303, 1976. https://doi.org/10.1016/0022-4596(76)90135-3

T. Rogers-Hayden and N. Pidgeon, “Moving engagemen‏,‎‏ ‏upstream‏”‏‎ ‎Nanotechnologies and the royal society and royal academy of ‎engineering’s inquiry,” Public Underst. Sci., vol. 16, no. 3, pp. 345–‎‎364, Jul. 2007. ‎ https://doi.org/10.1177/0963662506076141

J. Wu, S. Mao, Z.-Guang Ye, Z. Xiea and L. ‎Zhenga‏‎,” Room-‎temperature ferromagnetic/ferroelectric BiFeO3 synthesized by ‎a self-‎catalyzed fast reaction process”,‎‏‎ Journal of Materials Chemistry‏, vol. 20, no. 48, pp. 6512-6516, 2012‏.‏ http://dx.doi.org/10.1039/C0JM00729C

S. Gulah and L. Masoudi, “Study of the structural, electronic ‎and magnetic properties of BiFeO3 perovskite”, MA thesis, Al-Arabi ‎Al-Tepsi University‎.

Y. F. Popov, A. K. Zvezdin, G. P. Vorob'Ev, A. M. Kadomtseva‎, V. A. Murashev, D. N. Rakov, D. Parsons, “linear magnetoelectric effect and phase transitions in bismuth ferrite, BiFeO3” ‏‎, JETP Letters, vol 57, no. 1, pp. 69-73, 1993.

N. A. Hill, “Why Are There so Few Magnetic Ferroelectrics?”, The Journal of Physical Chemistry B, vol. 104, no. 29, pp. 6694-6709, 2000‎‎. https://doi.org/10.1021/jp000114x

M. Amin, “Exploring the Multifunctional Properties of BiFeO3 -Based Multiferroics”, Department of Physics, University of the Punjab, Lahore, 54590 ‎‎(Pakistan), 2018. ‎

W. Nan, L. Xudong, L. Han, Z. Zhiqiang, R. Zhang, H. Olin, and Y. Yang‎,‎ “Structure, Performance, and ‎Application of BiFeO3 Nanomaterials”, Nano-Micro Letters, vol. 12, article no. 81, 2020. ‎ https://doi.org/10.1007/s40820-020-00420-6

V. A. Khomchenko, D. A. Kiselev, J. M. Vieira, A. L. Kholkin, M. A. Sá, and Y. G. Pogorelov, “‎Synthesis and multiferroic properties of Bi0.8A0.2FeO3 (A=Ca, Sr, Pb) ceramics”, Appl. Phys. Lett., vol. 90, no. 24, p. 242901, 2007. https://doi.org/10.1063/1.2747665

A. Z. Simões, F. G. Garcia, and C. dos Santos Riccardi, “Rietveld ‎analysys and electrical properties of lanthanum ‎doped BiFeO3 ‎ceramics”, ‎‏ ‏Materials Chemistry and Physics, vol. ‎‎116, no. 2–3, pp. 305-309, 2009. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2009.04.036

M. A. Awad, “Study the structural electrical and magnetic properties of M-type nano hexaferrites prepared via chemical route”, the Degree of master of the University of Kirkuk, 2021.

S. Palomares-Sánchez, S. Ponce-Castañeda, F. Ruiz, M. Mirabal-García, J. R. Martínez, and S. Díaz-Castañón, “Structural and magnetic characterization of (Ba,Sr)-hexaferrite powders,” Rev. Metal., vol. 35, no. 3, pp. 143–147, 1999. https://doi.org/10.3989/revmetalm.1999.v35.i3.617

M. Troemel, “Institute für Anorganische Chemie der Johann Wolfgang”, ICDD Grant-in-Aid Recipients, Goethe-Universität, Frankfurt, ‎Germany, 2014.

K. Uchino, S. Nomura, L. E. Cross, R. E. Newnham, and S. J. Jang, “Electrostrictive effect in perovskites and its transducer applications”, Journal ‎of Materials Science, vol. 16, pp. 569–578, 1981. ‎ https://doi.org/10.1007/BF00552193

M. Z. Shoushtari, A. Emami, and S. E. M. Ghahfarokhi, “‎Effect of bismuth doping ‎on the structural and magnetic ‎properties of ‎zinc-ferrite nanoparticles prepared by a ‎microwave ‎combustion ‎method", Journal of Magnetism and Magnetic Materials, ‎‎vol. 419, pp. 572-‎‎‎579, 2016. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.06.080