Low-temperature preparation of lanthanum-doped BiFeO3 crystallites by a sol–gel-hydrothermal method

Chen, Zhiwu; Hu, Jianqiang; Lu, Zhenya; He, Xin

doi:10.1016/j.ceramint.2011.03.081

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“…Se puede observar que los espectros correspondientes a los polvos cerámicos sintetizados presentan regiones características, la primera región está ubicada entre ∼3700 cm -1 y ∼3000 cm -1 y es atribuida a enlaces O-H [12] posiblemente asociados al modo de flexión del grupo H-O-H del agua [13], la ubicada a ∼1637 cm -1 corresponde a moléculas de agua adsorbidas sobre la superficie de las muestras [14], la banda a ~1430 cm -1 pertenece a los modos vibracionales del C-O absorbido del CO 2 del aire [15] y entre 900 cm -1 y 400 cm -1 encontramos la zona de interés de las muestras, relacionada con de las fases secundarias refleja que existen fases transitorias entre los polvos obtenidos en el proceso de síntesis y la fase buscada (perovskita) lo que se pudo corroborar al someter los polvos a un tratamiento térmico a una temperatura mayor g/mol), Na (22,99 g/mol) y Nb (92,91 g/mol) esto es debido a que la frecuencia es proporcional a donde k es la constante de fuerza relacionada con los enlaces presentes y μ la masa reducida [23], (iii) al ordenamiento catiónico en posiciones no equivalentes [24]. La aparición de nuevas bandas puede deberse al ordenamiento catiónico en posiciones equivalente y/o a la distorsión de la celda unitaria [24].…”

Section: Resultados Y Discusiónunclassified

Efecto del BiFeO3 en las propiedades del sistema ferroeléctrico libre de plomo K0.5Na0.5NbO3

Pinza¹,

Jurado²,

Raigoza³

2014

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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INTRODUCCIÓNUno de los enfoques prometedores para crear nuevos materiales es la combinación de diferentes propiedades físicas en un material para aumentar su funcionalidad. El acoplamiento entre los parámetros de orden magnético y ferroeléctrico puede conducir a efectos magnetoeléctricos, en los que la magnetización puede ser modificada por la aplicación de un campo eléctrico y viceversa. A la fecha han sido identificados relativamente pocos materiales multiferroicos, y en los que se conocen, el mecanismo que subyace a su ferroelectricidad es a menudo poco convencional [1]. El niobato de potasio y sodio, K 0.5 Na 0.5 NbO 3 (KNN), se ha considerado un buen candidato para la fabricación de cerámicas ferroeléctricas libres de plomo debido a su buena respuesta piezoeléctrica y la relativamente alta temperatura de Curie ~420 ºC [2]. Sin embargo, es muy difícil sinterizar cerámicas piezoeléctricas basadas en KNN debido a la volatilidad del Na y del K y a su alta reactividad con la humedad. Por otro lado el BiFeO 3 es un compuesto multiferroico muy utilizado recientemente debido a que sus temperaturas de transición eléctrica y magnética, están encima de la temperatura ambiente (T C ∼ 820-850 ºC, T N = 370 ºC) siendo un óptimo candidato para el desarrollo de aplicaciones. Uno de los grandes problemas con este compuesto es la presencia de impurezas que aumentan la conductividad eléctrica, enmascarando el fenómeno de la ferroelectricidad [3]. Por otro lado, el BiFeO 3 (BFO) se ha usado como dopante del KNN para formar contorno de fase morfotrópico (CFM) romboédrico-ortorrómbico [4]. Sin embargo, la solubilidad del BFO en KNN es pequeña, lo que se atribuye a la gran diferencia estructural entre ambos materiales (BFO romboédrico y KNN ortorrómbico); para aumentar la solubilidad del BFO en el KNN puede ser útil la sustitución del sitio A por lantano ya que puede desviar su estructura de romboédrica a tetragonal/ortorrómbica a temperatura ambiente, por ejemplo, la estructura del sistema (Bi 0.8 La 0.2 )FeO 3 (BLFO) es tetragonal [4]. La obtención de cerámicas densas basadas en KNN depende fuertemente de las características del polvo de partida, por esto deben utilizarse métodos de síntesis que garanticen el control estequiométrico, disminución de la temperatura de síntesis y sinterización, la reproducibilidad, etc. El método de reacción por combustión se destaca como un importante y moderno procedimiento para la síntesis instantánea de óxidos cerámicos multicomponentes, En la búsqueda de un material multiferroico, se prepararon polvos y piezas cerámicas del sistema ferroeléctrico libre de plomo (1-x)K 0.5 Na 0.5 NbO 3 -x(Bi 0.8 La 0.2 )FeO 3 (KNN-BLFO) (x=0.005, 0.010, 0.015, 0.020, 0.025), mediante el método de reacción por combustión. Para todas las estequiometrias estudiadas se obtuvo la fase perovskita característica del KNN. Con las diferentes caracterizaciones se determinó que el BLFO se incorpora en la estructura cristalina del KNN modificándola sin que se presente una transición de fase. Se comprobó además que la adic...

show abstract

Section: Resultados Y Discusiónunclassified

Efecto del BiFeO3 en las propiedades del sistema ferroeléctrico libre de plomo K0.5Na0.5NbO3

Pinza¹,

Jurado²,

Raigoza³

2014

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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“…The strong absorptive peak at 400-600 cm -1 is attributed to the Fe-O stretching and O-Fe-O bending vibration, which indicates formation of octahedra FeO 6 of the perovskite structure. Bands at around 752-895 cm -1 are due to the presence of traces of trapped NO 3 -ion in the sample [25][26][27]. The broad band at 1642.35 and 3400-3600 cm -1 possibly arose from the anti-symmetric and symmetric stretching of the H 2 O and OH -bond.…”

Section: Characterizationmentioning

confidence: 94%

Investigation on structural and functional properties of Nd doped BiFeO3 particles prepared by hydrothermal method

Guan

Qiao

Yan

et al. 2015

J Mater Sci: Mater Electron

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This study reports the effect of Nd-doping on structural, morphological and optical properties of BiFeO 3 synthesized by hydrothermal method. The X-ray diffraction's results indicate that the samples possess single phase up to 12.5 % Nd doping at the Bi site, and all the samples were pure phase microcrystal having a perovskite structure with a space group of R3c. Through the scanning electron microscope, we find that the particles are nearly spherical morphology and the size decreases with Nd doping. The study of Fourier transform infrared spectroscopy confirms the formation of perovskite structure of prepared BiFeO 3 . Photoluminescence spectroscopy shows Nd doping enhanced the Photoluminescence intensity. Ultravioletvisible absorption spectrum shows BiFeO 3 have a wide absorption band in 550-650 nm wavelength range. The corresponding energy band gap of the samples decreases with the increase of Nd-doping concentration. BiFeO 3 valence band electrons will be excited to the conduction band when the wavelength of visible light is 600-800 nm. It can be used in visible light catalysis. The value of remnant magnetization has improved due to the continuing collapse of the space-modulated spin structure of Bi 0.925 Nd 0.075 FeO 3 microcrystals.

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“…Materials that possess ferroelectric/antiferroelectric and ferromagnetic/antiferromagnetic properties in the same phase are known as multiferroic materials [3]. These materials, which are ferroelectric and ferromagnetic simultaneously, have a wide range of potential applications in sensors [4]. The bismuth ferrite (BiFeO 3 = BFO) is one of the well-known multiferroic materials due to the coexistence of the ferroelectricity and ferromagnetism.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Structural and electrical characterizations of BiFeO3 capacitors deposited by sol–gel dip coating technique

et al. 2015

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Low-temperature preparation of lanthanum-doped BiFeO3 crystallites by a sol–gel-hydrothermal method

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Efecto del BiFeO<sub>3</sub> en las propiedades del sistema ferroeléctrico libre de plomo K<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>NbO<sub>3</sub>

Efecto del BiFeO<sub>3</sub> en las propiedades del sistema ferroeléctrico libre de plomo K<sub>0.5</sub>Na<sub>0.5</sub>NbO<sub>3</sub>

Investigation on structural and functional properties of Nd doped BiFeO3 particles prepared by hydrothermal method

Structural and electrical characterizations of BiFeO3 capacitors deposited by sol–gel dip coating technique

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