Дослідження структурних, магнітних та оптичних властивостей наноферитів цинку, легованих диспрозієм шляхом зол-гель автозгоряння

  • Санчіта В. Чаван PG Департамент фізики, Коледж Аннасахеба Магара PDEA, Хадпсар, Пуна-28, MS, Індія
  • В’янкаті Р. Джадхав PG Департамент фізики, Коледж Аннасахеба Магара PDEA, Хадпсар, Пуна-28, MS, Індія
  • Сунанда Х. Пісал Департамент фізики, Коледж С. М. Джоші RSS, Хадпсар, Пуна, MS, Індія
  • Рамеш Б. Бхісе PG Департамент фізики, Коледж мистецтв, торгівлі та науки Баласахеба Джадхава, Але (Джуннар), Пуна, MS, Індія
  • Махендра С. Шінде PG Департамент фізики, Коледж Аннасахеба Магара PDEA, Хадпсар, Пуна-28, MS, Індія https://orcid.org/0000-0001-9141-5049
  • Вішал Х. Ґосвамі Департамент фізики, коледж мистецтв та наук сера Сітарама та леді Шантабай Паткар Чикітсак Самуха та коледж торгівлі та економіки Варде, Західний Горегаон, Мумбаї, Махараштра, Індія https://orcid.org/0000-0001-9782-2737
  • Pradip B. Sarawade Department of Physics, University of Mumbai, Kalina, Mumbai, India
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-36
Ключові слова: техніка автозгоряння, техніка VSM, FT-IR спектроскопія, УФ-видима спектроскопія, метод XRD

Анотація

Використовуючи золь-гель метод автоматичного спалювання, було успішно синтезовано кристалічні угруповання нанофериту Dy3+, заміненого шпінельним феритом Zn-Fe з хімічною формулою DyxZn1-xFe2-xO4 (x= 0,00, 0,05). У цьому процесі лимонна кислота використовувалася як енергія (паливо) у співвідношенні 3:1 до нітрату металу. За допомогою XRD та FT-IR досліджено кристалічну структуру та фазу диспрозію цинку. Методом XRD встановлено розмір кристалів, постійну ґратки, розподіл катіонів і пористість. FT-IR спектроскопія використовується для висновку про структурне дослідження та перерозподіл катіонів між октаедральним (A) і тетраедральним (B) матеріалом Zn. Згідно з морфологічними дослідженнями, температура під час спікання є причиною формування та росту зерна. Використовуючи методику петлі гістерезису, визначають магнетизм насичення та число магнетонів. У фериті Zn-Fe намагніченість насичення зростає зі збільшенням щільності x, з використанням методу золь-гель автоспалювання при порівняно низькій температурі. Використовуючи цитрат нітрату, створено нанокристалліт DyxZn1-xFe2-xO4. Процес горіння і хімічне гелеутворення унікальні. Використовуючи лимонну кислоту як каталізатор, їхні наноферити з нітратів металів пройшли успішну хімічну реакцію та були отримані у вигляді висушеного гелю. FT-IR, UV-Visible, VSM та XRD були використані для характеристики отриманих наноферитових порошків. Намагніченість і гістерезис вимірювали за допомогою методу VSM. FT-IR підтверджує, що синтезована речовина є феритом. Розмір нанокристалічного феритового матеріалу, DyxZn1-xFe2-xO4, був визначений рентгенівським методом за допомогою методу Шеррера, коли середній розмір кристалітів становить від 16,86 до 12,72 нм. Намагніченість і гістерезис вимірювали за допомогою методу VSM.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

N. Rezlescu, E.C. Rezlescu, and M.L. Craus, “Effects of the rare-earth ions on some properties of a nickel-zinc ferrite,” J. Phys. Condens. Matter. 6, 5707 (1994). https://doi.org/10.1088/0953-8984/6/29/013

S. Solyman, “Transport properties of La-doped Mn–Zn ferrite,” Ceram. Int. 32, 755-760 (2006). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2005.05.018

A.A. Sattar, and K.M. EI-Shokrofy, “Rare Earth Doping Effect on the Electrical Properties of Cu-Zn Ferrites,” J. Phys. 7(1), C1-245-C1-246 (1997). https://doi.org/10.1051/jp4:1997194

N. Rezlescu, E. Rezlescu, P.D. Mangeron, L. Rezlescu, and C. Pasnicu, “The Influence of R2O3 (R = Yb, Er, Dy, Tb, Gd, Sm and Ce) on the Electric and Mechanical Properties of a Nickel–Zinc Ferrite,” J. Phys. C: State Solid, 162, 673-678 (1997). https://doi.org/10.1002/1521-396X(199708)162:2%3C673::AID-PSSA673%3E3.0.CO;2-A

P.K. Roy, B.B. Nayak, and J. Bera, “Study on electro-magnetic properties of La substituted Ni–Cu–Zn ferrite synthesized by auto-combustion method,” J. Magn. Magn. Mater. 320, 1128-1132 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2007.10.025

A.A. Sattar, A.H. Wafik, K.M. EI-Shokrofy, and M.M. EI-Tabby, “Magnetic Properties of Cu–Zn Ferrites Doped with Rare Earth Oxides,” Status Solidi a, 171, 563-569 (1999). https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-396X(199902)171:2%3C563::AID-PSSA563%3E3.0.CO;2-K

B. Azhdar, B. Stenberg, and L. Kari, “Polymer–nanofiller prepared by high-energy ball milling and high velocity cold compaction,” Polymer Composites, 29, 252-261 (2008). https://doi.org/10.1002/pc.20353

N. Javerberg, H. Edin, P. Nordell, S. Nawaz, B. Azhdar, and U.W. Gedde, “Dielectric properties of alumina-filled poly (ethylene-co-butyl acrylate) nanocomposites. Part I-dry studies,” IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 19(2), 383 390 (2012). https://doi.org/10.1109/TDEI.2012.6180229

J. Peng, M. Hojamberdiev, Y. Xu, B. Cao, J. Wang, and H. Wu, “Hydrothermal synthesis and magnetic properties of gadolinium-doped CoFe2O4 nanoparticles,” J. Magn. Magn. Mater. 323(1), 133-137 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.08.048

M.A. Almessiere, Y. Slimani, S. Guner, M. Sertkol, A. Demir Korkmaz, S.E. Shirsath, and A. Baykal, “Sonochemical synthesis and physical properties of Co0.3Ni0.5Mn0.2EuxFe2−xO4 nano-spinel ferrites,” Ultrasonics Sonochemistry, 58, 104654 (2019). https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104654

V.S. Rizi, F. Sharifianjazi, H. Jafarikhorami, N. Parvin, L.S. Fard, M. Irani, and A. Esmaeilkhanian, “Sol–gel derived SnO2/Ag2O ceramic nanocomposite for H2 gas sensing applications,” Materials Research Express, 6, 1150g-1152g (2019); https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab511e

R.S. Yadav, I. Kuřitka, J. Vilcakova, J. Havlica, L. Kalina, P. Urbánek, M. Machovsky, et al., “Sonochemical synthesis of Gd3+ doped CoFe2O4 spinel ferrite nanoparticles and its physical properties,” Ultrason. Sonochem. 40, 773 783 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2017.08.024

P. Ravindranathan, and K.C. Patil, “A low temperature path to the preparation of ultrafine ferrites,” Ceram. Bull. 66, 688-692 (1987). http://eprints.iisc.ac.in/id/eprint/13867

I.K. Punithavathy, A. Rajeshwari, S.J. Jeyakumar, N. Lenin, B. Vigneshwaran, M. Jothibas, and B. Arunkumar, “Impact of lanthanum ions on magnetic and dielectric properties of Zinc nanoferrites,” J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31, 9783–9795 (2020). https://doi.org/10.1007/s10854-020-03523-3

K.L. Routray, S. Saha, and D. Behera, “Rare-earth (La3+) substitution induced changes in the structural, dielectric and magnetic properties of nano- CoFe2O4 for highfrequencyand magneto-recording devices,” Appl. Phys. A, 125, 328 (2019). https://doi.org/10.1007/s00339-019-2615-8

S.B. Das, R.K. Singh, V. Kumar, N. Kumar, P. Singh, and N.K. Naik, “Structural, magnetic, optical and ferroelectric properties of Y3+ substituted zinc ferrite nanomaterials prepared by a cost-effective sol-gel route,” Mater. Sci. Semicond. Process. 145, 106632 (2022). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2022.106632

S.S. Satpute, S.R. Wadgane, K. Desai, D.R. Msne, and R.H. Kadam, “Substitution effect of Y+3 ions on the structural, magnetic and electrical properties of zinc ferrite nanoparticles,” Ceramica, 66, 43–49 (2020). https://doi.org/10.1590/0366-69132020663772734

K.V. Kumar, “Tunable optical bandgap of gadolinium substituted nickel-zinc ferrite nanoparticles-effect of calcination temperature on its optical parameters,” Advances in Materials Physics and Chemistry, 12, 33–45 (2022). https://doi.org/10.4236/ampc.2022.123003

M. Rashad, R. Mohamed, and H. El-Shall, “Magnetic properties of nanocrystalline Sm-substituted CoFe2O4 synthesized by citrate precursor method,” J. Mater. Process. Technol. 198, 139-146 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.07.012

F.-X. Cheng, J.-T. Jia, Z.-G. Xu, B. Zhou, C.-S. Liao, C.-H. Yan, L.-Y. Chen, and H.- B. Zhao, “Microstructure, magnetic, and magneto-optical properties of chemical synthesized Co-RE (RE¼ Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ferrite nanocrystalline films,” J. Appl. Phys. 86, 2727-2732 (1999). https://doi.org/10.1063/1.371117

A. Gadkari, T. Shinde, and P. Vasambekar, “Structural analysis of Y3+-doped Mg-Cd ferrites prepared by oxalate co-precipitation method,” Mater. Chem. Phys. 114, 505-510 (2009). https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.11.011

J. Peng, M. Hojamberdiev, Y. Xu, B. Cao, J. Wang, and H. Wu, “Hydrothermal synthesis and magnetic properties of gadolinium-doped CoFe2O4 nanoparticles,” J. Magn. Magn. Mater. 323, 133-137 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.08.048

A. Goldman, Modern Ferrite Technology, 2nd ed. (Springer, Pittsburgh, 2006).

V. Awati, K. Badave, and D. Bobade, “Effect of Tb3+ substitution on structural, optical and magnetic properties of NiCuZnFe2O4 prepared by sol-gel route,” Indian J. of Physics, 96(1), 89–101 (2022). https://doi.org/10.1007/s12648-020-01955-5

Опубліковано
2024-06-01
Цитовано
Як цитувати
Чаван, С. В., Джадхав, В. Р., Пісал, С. Х., Бхісе, Р. Б., Шінде, М. С., Ґосвамі, В. Х., & Sarawade, P. B. (2024). Дослідження структурних, магнітних та оптичних властивостей наноферитів цинку, легованих диспрозієм шляхом зол-гель автозгоряння. Східно-європейський фізичний журнал, (2), 315-320. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-36
Номер
№ 2 (2024): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2024 Санчіта В. Чаван, В’янкаті Р. Джадхав, Сунанда Х. Пісал, Рамеш Б. Бхісе, Махендра С. Шінде, Вішал Х. Ґосвамі, Прадіп Б. Сараваде

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).