Структурні, електричні та магнітні властивості заміщених наночастинок оксиду пірохлору, синтезованих методом спільного осадження

Abstract

Методом спільного осадження синтезовано п'ять заміщених нанооксидів пірохлору: Nd1.9Ho0.1Zr1.8Ce0.2O7, La1.95Ce0.05Zr0.29Ce1.71O7, Y1.79Pr0.21Ru1.99Pr0.01O7, Dy1.9Yb0.1Mn1.93Cu0.07O7 and Dy1.99Sr0.01Sn2O7. Прекурсори контролювали термічними дослідженнями (TGA-DTA). Приготовані нанорозмірні заміщені оксиди пірохлору вивчалт за допомогою EDS, XRD, SEM, TEM, а також досліджували електропровідність, термоелектричну потужність, ефект Холла, діелектричні властивості та вимірювання намагніченості. За допомогою XRD підтверджено утворення однофазних кристалічно заміщених пірохлорів з кубічною природою наночастинок. Для всіх заміщених сполук була прийнята стабільна пірохлорна структура із rA3+/rB4+ = 1.395, за винятком сполуки La1.95Ce0.05Zr0.29Ce1.71O7, для якої rA3+/rB4+ = 1.175, що вказує на порушення пірохлорної структури (тобто флюоритової структури). Температурна залежність електричної провідності для всіх заміщених пірохлорів має два чіткі нахили з розривом. Цей розрив можна віднести до суто напівпровідникових властивостей. Вимірювання термоелектричної потужності та ефекту Холла для всіх сполук підтвердили p-типу для всіх напівпровідників, окрім сполуки Y1.79Pr0.21Ru1.99Pr0.01O7, і яка характеризувалася n-типом провідності. Діелектрична проникність (ε’) та діелектричні втрати (tan δ) коефіцієнта дисипації зменшуються зі збільшенням частот і досягненням постійного значення за певних частот. Застосована польова залежність кривої намагніченості при кімнатній температурі (300 К) для Nd1.9Ho0.1Zr1.8Ce0.2O7, Y1.79Pr0.21Ru1.99Pr0.01O7 та Dy1.9Yb0.1Mn1.93Cu0.07O7, показала петлю гістерезису із петлею з невеликим зламом, який можна віднести до малого, але певного феромагнітного впорядкування поряд із значними парамагнітними та суперпарамагнітними компонентами Намагніченість при 2K показала чіткий цикл гістерезису для пірохлорів Dy1.9Yb0.1Mn1.93Cu0.07O7 та Dy1.99Sr0.01Sn2O7, які можна вважати слабкими феромагнетиками.