Вплив розміру кристаліту на структурні, оптичні та магнітні характеристики нанокристалів La0.7Sr0.15Ca0.15MnO3

  • Мохд Абдул Шукур Кафедра фізики, Інженерний коледж університету JNTUH Раджанна Сірічілла, Аграхарам, Телангана, Індія; Кафедра фізики, Державний коледж мистецтв і науки SRR (автономний), Карімнагар, Телангана, Індія https://orcid.org/0000-0003-3506-412X
  • Катрапаллі Віджая Кумар Кафедра фізики, Інженерний коледж університету JNTUH Раджанна Сірічілла, Аграхарам, Телангана, Індія https://orcid.org/0000-0001-6160-8632
  • Гаде Нарсінга Рао Кафедра фізики, Інститут технології та менеджменту Маррі Лаксман Редді, Дандігал, Хайдарабад, Телангана, Індія https://orcid.org/0000-0002-8229-8992
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-3-39
Ключові слова: розмір кристаліту, оптична заборонена зона, спектри FTIR, петля М-Н, раманівські коливальні фонони

Анотація

Нанокристалічні манганіти La0.7Sr0.15Ca0.15MnO3 (LSCMO) були отримані в процесі спалювання та нагріті до різних температур відпалу (TA), щоб отримати кристаліти різного розміру. Картини рентгенівської дифракції (XRD) показали, що утворилася ромбоедрична структура з просторовою групою . Крім того, спостерігалося збільшення розміру кристалітів з 15,64 до 36,78 нм, коли температура (TA) зросла з 700℃ до 1300℃. Мікрофотографії FESEM показали, що однорідні з пористістю. Спектри FTIR показали п'ять піків поглинання. Оптичний енергетичний проміжок нанокристалів LSCMO зменшується з 3,51 до 3,28 еВ із підвищенням температури відпалу, що показує, що наночастинки LSCMO є напівпровідниковими за своєю природою. Спектри комбінаційного розсіювання наночастинок LSCMO при кімнатній температурі демонструють значну залежність від температури відпалу. Коли раманівські моди аналізували відносно TA, було помічено, що коливальна фононна мода раманівського розсіювання нижче 200 см-1 (A1g) і чотири моди (Eg) в діапазоні 200‑800 см-1 показали значні зміщення та розширення, які були пов’язані з викривленням кисневої підґратки. Спостерігалися значні зміни як в інтенсивності, так і в напівмаксимумі повної ширини (FWHM) п’яти мод Рамана зі збільшенням температури відпалу. Магнітну поведінку за допомогою петлі M-H при кімнатній температурі виміряли магнітометром з вібраційним зразком і показали, що градація намагніченості насичення як функція температури відпалу. Таким чином, існує помітний вплив розміру кристалітів на оптичні та магнітні властивості нанокристалітів LSCMO.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

V. Franco, J.S. Blazqee, J.J. Ipus, J.Y. La, L.M. Moreno, and A. Conde, Prog. Mater, Sci. 93, 112 (2018), https://doi.org/10.1016/j.pm atsci.2017.10.005

V.K. Pecharsky, and K.A. Gschneidner Jr, J. Magn. Mag. Mater. 200, 44 (1999), http://doi.org/10.1016/S0304-8853(99)00397-2

T.D. Thanh, L.H. Nguyen, D.H. Manh, N.V. Chien, P.T. Phong, N.V. Khiem, L.V. Hong, and N.X. Phuc, Physica B: Condensed Matter. 407, 145 (2012), https://doi.org/10.1016/j.physb.2011.10.006

A. Gaur, and G.D. Varma, J Phys: Condens Matter. 18, 8837 (2006), http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/18/39/014

S. Zhao, X.-J. Yue, and X. Liu, Ceram. Int. 43, 13240 (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.07.021

U. Shankar, and A.K. Singh, The Journal of Physical Chemistry C, 119, 28620 (2015), http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b08381

W. Xia, L. Li, H. Wu, P. Xue, and X. Zhu, Ceram Int. 43, 3274 (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.11.160

N. Zaidi, S. Mnefgui, A. Dhahri, J. Dhahri, and E.K. Hlil, J. Alloys Compd. 616, 378 (2014), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.07.113

H. Nakatsugawa, M. Saito, and Y. Okamoto, Journal of Electronic materials, 46, 3262 (2017), http://dx.doi.org/10.1007/s11664-017-5366-3

Y. Tokura, Reports on Progress in Physics. 69, 797 (2006), http://dx.doi.org/10.1088/0034-4885/69/3/R06

C.B. Larsen, S. Samothrakitis, A.D. Fortes, A.O. Ayas, M. Akyol, A. Ekicibil, and M. Laver, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 498, 166193 (2020), http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.166192

M. K. Verma, N.D. Sharma, S. Sharma, N. Choudhary, and D, Singh, Materials Research Bulletin.125, 10813(2020), http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2020.110813

S. Biswas, and S. Keshri, Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 31, 21896(2020). http://dx.doi.org/10.1007/s10854-020-04694-9

L. Joshi, S. Rajput, and S. Keshri, Phase Transitions. 83, 482 (2010), http://dx.doi.org/10.1080/01411594.2010.492466

R.V. Helmholt, J. Wecker, and B. Holzapfel, Phys. Rev. Lett. 71, 2331 (1993), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.2331

K. Chahara, T. Ohno, and M. Kasai, Appl. Phys. Lett. 63, 1990 (1993), https://doi.org/10.1063/1.110624

S Jin, T.H. Tiefel, M. McCormack, R.A. Fastnacht, R.Ramesh, and L.H. Chen, Science, 264, 413 (1994), https://doi.org/10.1126/science.264.5157.413

D.H. Manh, P.T. Phong, T.D. Thanh, D.N.H. Nam, L.V. Hong, and N.X. Phuc, J Alloy Compd. 509, 1373 (2011), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.10.104

K. Navin, R. Kurchania, Ceram Int. 44, 4973 (2018), http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.12.091

M. Oumezzine, O. Pena, T. Guizouarn, R. Lebullenger, and M. Oumezzine, J. Magn. Magn. Mater. 324, 2821 (2012), http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2012.04.017

M. Rosic, L. Kljaljevic, D. Jordanov, M. Stoiljikovic, V. Kusigerski, V. Spasojevic, and B. Matovic, Ceram. Int. 41, 14964 (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.08.041

R. Von Helmolt, J. Wecker, B. Holzapfel, L. Schultz, and K. Samwer, Phys. Rev. Latt. 71(14), 2331 (1993), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.71.2331

M. Yamanaka, and N. Nagaosa, Phys B, 28, 237 (1997), https://doi.org/10.1016/S0921-4526(97)00034-3

Q.L. Fang, J.M. Zhang, and K.W. Xu, J. Magn. Magn. Mater. 349,104 (2014), https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2013.08.030

A. Sundaresan, J.L. Tholence, A. Maignan, B. Raveau, E. Suard, and P. Border, J. Magn. Magn. Mater. 226-230(1), 777 (2001), https://doi.org/10.1016/S0304-8853(00)01323-8

G. Alejandro, M. Tovar, A. Butera, A. Caneiro, M.T. Causa, F. Prado, and R. Sánchez, Phys. B. 284-288(2), 1408 (2000), https://doi.org/10.1016/S0921-4526(99)02571-5

G.C. Rout, Nilima Parhi, and S.N. Behera, Phys. B. 404, 2315 (2009), https://doi.org/10.1016/j.physb.2009.04.036

M.H. Phan, S.C. Yu, and N.H. Hur, Appl. Phys. Lett. 86, 072504 (2005), https://doi.org/10.1063/1.1867564

W. Xia, K. Leng, Q. Tang, L. Yang, Y. Xie, Z. Wu, and X. Zhu, AIP Advances, 11, 035007 (2021). https://doi.org/10.1063/5.0036723

N.D. Lipham, G.M. Tsoi, and L.E. Wenger, IEEE Transactions on Magnetics, 43, 3088 (2007). https://doi.org/10.1109/TMAG.2007.893850

H. Wang, Z. Zhao, C.M. Xu, and J. Liu, Catal. Lett. 102, 251 (2005). http://dx.doi.org/10.1007/s10562-005-5864-4

W. Xia, H. Wu, P. Xue, and X. Zhu, Nanoscale Res. Lett. 13, 135 (2018). https://doi.org/10.1186/s11671-018-2553-y

S. Kumar, G. D. Dwivedi, S. Kumar, R. B. Mathur, U. Saxena, A. K. Ghosh, A. G. Joshi, H. D. Yang, and S. Chatterjee, Dalton Trans. 44, 3109 (2015). https://doi.org/10.1039/C4DT03452J

M.P. Reddy, R.A. Shakoor, and A.M.A. Mohamed, Mater. Chem. Phys. 177, 346 (2016), https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.04.038

Y. Liu, T. Sun, G. Dong, S. Zhang, K. Chu, X. Pu, H. Li, and X. Liu, Ceram. Int. 45, 17467 (2019), https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.05.308

H.M. Pathan, J.D. Desai, and C.D. Lokhande, Appl. Surf. Science, 202, 47 (2002), https://doi.org/10.1016/S0169-4332(02)00843-7

M. Srivastava, A.K. Ojha, S. Chaubey, and A. Materny, Journal of Alloys and Compounds, 481,515 (2009), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.03.027

U. Kumar, D. Yadav, A.K Thakur, K.K. Srivastav, and S. Upadhyay, J. Therm. Anal. Calorim. 135, 1987 (2018), https://doi.org/10.1007/s10973-018-7432-3

F.R. Afje, and M. Ehsani, Materials Research Express, 5, 045012 (2018), https://doi.org/10.1088/2053-1591/aaba51

T.S. Moss, Proc. Phys. Soc. London, Sect. B, 63, 167 (1950), https://doi.org/10.1088/0370-1301/63/3/302

T.S. Moss, Phys. Status Solidi B, 131, 415 (1985), https://doi.org/10.1016/1350-4495(94)90026-4

P. Herve, and L.K.J. Vandamme, Infrared Phys. Technol. 35, 609 (1994), https://doi.org/10.1016/1350-4495(94)90026-4

W. Wang, and S.P. Jiang, Solid State Ionics. 177, 1361 (2006), http://hdl.handle.net/20.500.11937/10875

A.O. Turky, M.M. Rashid, A.M. Hassan, E.M. Elnaggard, and M. Bechelanyc, Phys. Chem. Chem, Phys. 19, 6878 (2017), http://doi.org/10.1039/c6cp07333f

V. Dediu, C. Ferdeghini, F.C. Matacotta, P. Nozar, and G. Ruani, Phys. Rev. Lett. 84, 4489 (2000). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.4489

L.M. Carr´on, A. de Andr´es, M.J. Mart´ınez-Lope, M.T. Casais, and J.A. Alonso, Phys. Rev. B. 66, 174303 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.174303

X. Kong, J. Wang, Z. Zou, F. Long, and Y. Wu, J. Supercond. Novel Magn. 31, 373 (2018), https://doi.org/10.1007/s10948-017-4217-z

P.T. Phong, S.J. Jang, B.T. Huy, Y.I. Lee, and I.J. Lee, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 2292 (2013), https://doi.org/10.1007/s10854-013-1092-7

N.V. Minh, J. Phys. Conf. Ser. 187, 012011 (2009), https://doi.org/10.1088/1742-6596/187/1/012011

A. Dubroka, J. Humlíček, M.V. Abrashev, Z.V. Popović, F. Sapiña, and A. Cantarero, Phys. Rev. B 73, 224401 (2006). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.73.224401

K. Daoudi, H. Alawadhi, S. El Helali, M. Boudard, Z. Othmen, M. Gaidi, M. Oueslati, and T. Tsuchiya, J. Phys. D: Appl. Phys. 50, 395305 (2017), https://doi.org/10.1088/1361-6463/aa814f

I. Krad, O. Bidault, N. Geoffroy, and M.E.L. Maaoui, Ceram. Int. 42, 3751 (2016). http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.10.158

A.E. Pantoja, H.J. Trodahl, A. Fainstein, R.G. Pregliasco, R.G. Buckely, G. Balakrishnan, M.R. Lees, and D. Mck. Paul, Phys. Rev. B. 63, 132406 (2001). http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.63.132406

Опубліковано
2023-09-04
Цитовано
Як цитувати
Шукур, М. А., Кумар, К. В., & Рао, Г. Н. (2023). Вплив розміру кристаліту на структурні, оптичні та магнітні характеристики нанокристалів La0.7Sr0.15Ca0.15MnO3. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 370-379. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-3-39
Номер
№ 3 (2023): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2023 Мохд Абдул Шукур, Катрапаллі Віджая Кумар, Гаде Нарсінга Рао

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).