Substitution effect of Y3+ ions on the structural, magnetic and electrical properties of cobalt ferrite nanoparticles

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FONTE

Cerâmica

DATA DE PUBLICAÇÃO

13/12/2019

RESUMO

Resumo Nanopartículas de ferrita de cobalto dopada com Y3+, CoYxFe2-xO4 (x=0,00, 0,05, 0,10, 0,15), foram sintetizadas usando a técnica de autocombustão sol-gel. A estrutura de espinélio cúbico monofásica foi confirmada pela técnica de difração de raios X. O parâmetro da rede aumentou com o aumento do teor de Y3+ na ferrita de cobalto e variou de 8,3876 para 8,4271 Å. Imagens de MEV mostraram que as amostras possuíram nanopartículas cristalinas distintas de forma esférica com pequena aglomeração. Os resultados de EDAX mostraram boa concordância com a composição especificada. A medição magnética usando o magnetômetro de amostra vibrante (VSM) registrou uma redução na magnetização de saturação (Ms) e coercividade (Hc) pela substituição de Y3+. Os valores de Ms e Hc variaram de 66,61 a 17,52 emu/g e 1168,9 a 801,9 Oe, respectivamente. As propriedades elétricas da ferrita de cobalto substituído com Y3+ foram estudadas por meio da medição de constante e perda dielétrica. Com o aumento da frequência o valor da constante dielétrica diminuiu, conforme comportamento natural da ferrita.Abstract Y3+-doped cobalt ferrite nanoparticles, CoYxFe2-xO4 (x=0.00, 0.05, 0.10, 0.15), were synthesized using the sol-gel auto-combustion technique. Single-phase cubic spinel structure was confirmed by the X-ray diffraction technique. The lattice parameter increased with the increase of Y3+ content in the cobalt ferrite and varied from 8.3876 to 8.4271 Å. FE-SEM images showed that the samples had distinct crystalline nanoparticles of spherical shape with small agglomeration. EDAX results showed good agreement with the particularized composition. Magnetic measurement using a vibrating sample magnetometer (VSM) recorded a reduction in saturation magnetization (Ms) and coercivity (Hc) by Y3+ substitution. The values of Ms and Hc ranged from 66.61 to 17.52 emu/g and 1168.9 to 801.9 Oe, respectively. The electrical properties of Y3+-substituted cobalt ferrite were studied by measuring the dielectric constant and loss. With increasing frequency, the value of the dielectric constant decreased, as a natural behavior of the ferrite material.

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