Влияние замещения ионов никеля немагнитными ионами кадмия на структурные и оптические свойства феррита никеля

В. С. Бушкова, Б. К. Остафийчук, И. П. Яремий, М. Л. Мохнацкий

Прикарпатский национальный университет им. Василия Стефаника, ул. Шевченко, 57, 76018 Ивано-Франковск, Украина

Получена: 12.03.2016; окончательный вариант - 08.04.2016. Скачать: PDF

В данной работе порошки никель-кадмиевых ферритов были синтезированы с помощью метода золь—гель с участием автогорения. После прохождения процесса автогорения получен однофазный феррит NiFe$_{2}$O$_{4}$ с кубической структурой шпинели пространственной группы $Fd3m$. В порошках ферритов, содержащих немагнитные ионы замещения, имелись дополнительные фазы оксидов NiO, CdO и $\alpha$-Fe$_{2}$O$_{3}$. После обжига при температуре 900°C в течение 3 часов получены монофазные порошки. Выявлено, что средний размер областей когерентного рассеяния однофазных порошков находится в диапазоне 42—61 нм. Установлено, что параметр решётки с увеличением содержания ионов Cd$^{2+}$ растёт. Изучены оптические свойства порошков ферритов в зависимости от степени замещения ионов никеля на ионы кадмия. Посредством анализа спектров поглощения выявлено, что для всех исследуемых порошков Ni—Cd-ферритов присущ прямой разрешённый переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. Показано, что оптическая ширина запрещённой зоны увеличивается с ростом концентрации ионов кадмия в составе ферритов и находится в пределах 1,91—2,56 эВ.

Ключевые слова: никель-кадмиевый феррит, параметр решётки, коэффициент поглощения, оптическая ширина запрещённой зоны, золь—гель-технология.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i05/0601.html

PACS: 61.05.cp, 61.46.Df, 61.72.J-, 75.50.Pp, 75.50.Tt, 78.67.Bf, 81.07.Wx


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Е. С. Боровик, В. В. Еременко, А. С. Мильнер, Лекции по магнетизму (Москва: Физматлит: 2005).
  2. R. Alcántra, M. Jaraba, P. Lavela, J. L. Tirado, J. C. Jumas, and J. Olivier-Fourcade, Electrochemistry Communications, 5: 16 (2003). Crossref
  3. L. Satyanarayana, K. M. Reddy, and S. V. Manorama, Mater. Chem. Phys., 82, No. 1: 21 (2003). Crossref
  4. B. S. Randhawa, H. S. Dosanjh, and M. Kaur, Ceramics International, 35, No. 3: 1045 (2009). Crossref
  5. A. M. Ghozza and H. G. El-Shobaky, Mater. Sci. Eng. B, 127, No. 2: 233 (2006). Crossref
  6. J. Teillet, J. L. Dormann, A. Hauet, M. Nogues, F. Varrent, M. Zemirli, and J. M. Greneche, Hyperfine Interactions, 68: 345 (1991). Crossref
  7. G. Schmid, Nanoparticles: From Theory to Application (New York: Wiley Interscience: 2004).
  8. S. H. Yu and M. Yoshimura, Adv. Funct. Mater., 12: 9 (2002). Crossref
  9. Ce-Wen Nan, M. I. Bichurin, D. Shuxiang, D. Viehland, and G. Srinivasan, J. Appl. Phys., 103: 031101 (2008). Crossref
  10. J. S. Jang, S. J. Hong, J. S. Lee, P. H. Borse, and H. G. Kim, J. Korean Phys. Soc., 54: 204 (2009). Crossref
  11. D. Rekha, R. Subasri, K. Radha, and H. Pramod-Borse, Solid State Communications, 151, No. 6: 470 (2011). Crossref
  12. J. Wang, Mater. Sci. Eng. B, 127, No. 1: 81 (2006). Crossref
  13. J. M. Greneche, J. Teillet, and H. Pascard, J. Magn. Magn. Mater., 140: 2087 (1995). Crossref
  14. M. B. Shelar, P. A. Jadhav, S. S. Chougule, M. M. Mallapur, and B. K. Chougule, J. Alloys Compd., 476, Nos. 1–2: 760 (2009). Crossref
  15. D. Ravinder, S. Srinivasa Rao, and P. Shalini, Mater. Lett., 57: 4040 (2003). Crossref
  16. C. J. Brinker and G. W. Scherer, Sol–Gel Science. The Physics and Chemistry of Sol–Gel Processing (San Diego: Academic Press: 1990).
  17. Handbook of Sol–Gel Science and Technology: Processing, Characterization, and Applications (Ed. S. Sakka) (New York: Kluwer Academic Publishers: 2004).
  18. X. Lou, Sh. Liu, D. Shi, and W. Chu, Mater. Chem. Phys., 105, No. 1: 67 (2007). Crossref
  19. A. Sutka, G. Mezinskis, D. Jakovlevs, and V. Korsaks, J. Australian Ceramic Society, 49, No. 2: 136 (2013).
  20. L. Vegard and H. Dale, Z. Kristallogr. B, 67: 148 (1928).
  21. M. M. Karanjkar, N. L. Tarwal, A. S. Vaigankar, and P. S. Patil, Ceramics International, 39, No. 2: 1757 (2013). Crossref
  22. Ch. Upadhyay and H. C. Verma, J. Appl. Physics, 95, No. 10: 5746 (2004). Crossref
  23. S. Chakrabarti, D. Ganguli, and S. Chaudhuri, Physica E, 24, No. 3: 333 (2004). Crossref
  24. Є. Я. Швець, І. Ф. Червоний, Ю. В. Головко, Матеріали і компоненти електроніки (Запоріжжя: ЗДІА: 2011).
  25. V. S. Bushkova, J. Nano- and Electronic Physics, 7, No. 3: 03021 (2015).
  26. Y. S. Wang, P. J. Thomas, and P. O’Brien, J. Phys. Chem. B, 110: 21412 (2006). Crossref
  27. N. Kislov, S. S. Srinivasan, Yu. Emirov, and E. K. Stefanakos, Mater. Sci. Eng. B, 153, Nos. 1–2: 70 (2008). Crossref
  28. M. Sultan and R. Singh, J. Phys. D: Appl. Phys., 42: 115306 (2009). Crossref
  29. C. Cheng, Phys. Rev. B, 78: 132403 (2008). Crossref
  30. C. Cheng and C.S. Liu, J. Phys.: Conf. Ser., 145: 012028 (2009). Crossref