Skip to main content
Erschienen in: Journal of Electronic Materials 8/2022

10.06.2022 | Topical Collection: Synthesis and Advanced Characterization of Magnetic Oxides

Ca Doping Concentration Induced Enhancement in Dielectric and Magnetic Properties of Bi1−xCaxFeO3 (x = 0.2 and 0.4) Ceramics

verfasst von: Kuldeep Mehta, Aditya Sharma, Jaiparkash

Erschienen in: Journal of Electronic Materials | Ausgabe 8/2022

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this study, to arrest the volatile Bi, a two-stage rapid solid-state reaction method has been adopted to prepare Bi1−xCaxFeO3 (x = 0.2 and 0.4) ceramics. Rietveld refinement on x-ray diffraction data confirmed the single-phase nature of the prepared samples. Unit cell volume of hexagonal structured (space group; R3c) Bi1−xCaxFeO3 decreases with the increase of Ca concentrations. Temperature-dependent (250 K to 450 K) dielectric constant measurements have been performed at different frequencies (100 kHz, 300 kHz, 500 kHz, 700 kHz, 900 kHz and 1100 kHz). The dielectric constant (ɛʹ), loss tangent (tan δ) and ac-conductivity (σac) remain nearly constant for low temperatures (~250 K to ~365 K) and have shown enhancement at higher temperatures (365 K to 450 K). Higher values of ɛʹ, tan δ and σac are detected in case of Bi0.6Ca0.4FeO3 sample. The butterfly-like loop in capacitance versus voltage curves confirms a weak ferroelectric nature. Magnetic field-dependent magnetization supports the Ca doping induced weak ferromagnetic character and exchange bias effect in the Bi0.6Ca0.4FeO3 sample. The origin of high dielectric constant and weak ferromagnetic nature is briefly discussed by considering the structural perturbations and cationic interaction in the Bi1−xCaxFeO3 (x = 0.2 and 0.4) ceramics.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat S.T. Zhang, Y. Zhang, M.H. Lu, C.L. Du, Y.F. Chen, Z.G. Liu, Y.Y. Zhu, N.B. Ming, and X.Q. Pan, Appl. Phys. Lett. 88, 162901 (2006).CrossRef S.T. Zhang, Y. Zhang, M.H. Lu, C.L. Du, Y.F. Chen, Z.G. Liu, Y.Y. Zhu, N.B. Ming, and X.Q. Pan, Appl. Phys. Lett. 88, 162901 (2006).CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Y.H. Lee, J.M. Wu, and C.H. Lai, Appl. Phys. Lett. 88, 042903 (2006).CrossRef Y.H. Lee, J.M. Wu, and C.H. Lai, Appl. Phys. Lett. 88, 042903 (2006).CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Z.X. Cheng, X.L. Wang, K. Ozawa, and H. Kimura, Appl. Phys. Lett. 88, 132909 (2006).CrossRef Z.X. Cheng, X.L. Wang, K. Ozawa, and H. Kimura, Appl. Phys. Lett. 88, 132909 (2006).CrossRef
6.
Zurück zum Zitat G.L. Yuan, S.W. Or, Y.P. Wang, Z.G. Liu, and J.M. Liu, Solid State Comm. 76, 138 (2006). G.L. Yuan, S.W. Or, Y.P. Wang, Z.G. Liu, and J.M. Liu, Solid State Comm. 76, 138 (2006).
7.
Zurück zum Zitat A.K. Pradhan, K. Zhang, D. Hunter, J.B. Dadson, G.B. Loiutts, P. Bhattacharya, R. Katiyar, J. Zhang, D.J. Sellmyer, U.N. Roy, Y. Cui, and A. Burger, J. Appl. Phys. 97, 093903 (2005).CrossRef A.K. Pradhan, K. Zhang, D. Hunter, J.B. Dadson, G.B. Loiutts, P. Bhattacharya, R. Katiyar, J. Zhang, D.J. Sellmyer, U.N. Roy, Y. Cui, and A. Burger, J. Appl. Phys. 97, 093903 (2005).CrossRef
8.
9.
Zurück zum Zitat Y.H. Lin, Q. Jiang, Y. Wang, C.W. Nan, L. Chen, and J. Yu, Appl. Phys. Lett. 90, 172507 (2007).CrossRef Y.H. Lin, Q. Jiang, Y. Wang, C.W. Nan, L. Chen, and J. Yu, Appl. Phys. Lett. 90, 172507 (2007).CrossRef
10.
Zurück zum Zitat D. Lee, M.G. Kim, S. Ryu, H.M. Jang, and S.G. Lee, Appl. Phys. Lett. 86, 222903 (2005).CrossRef D. Lee, M.G. Kim, S. Ryu, H.M. Jang, and S.G. Lee, Appl. Phys. Lett. 86, 222903 (2005).CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat D.H. Wang, W.C. Goh, M. Ning, and C.K. Ong, Appl. Phys. Lett. 88, 212907 (2006).CrossRef D.H. Wang, W.C. Goh, M. Ning, and C.K. Ong, Appl. Phys. Lett. 88, 212907 (2006).CrossRef
13.
Zurück zum Zitat W.N. Su, D.H. Wang, Q.Q. Cao, Z.D. Han, J. Yin, J.R. Zhang, and Y.W. Du, Appl. Phys. Lett. 91, 092905 (2007).CrossRef W.N. Su, D.H. Wang, Q.Q. Cao, Z.D. Han, J. Yin, J.R. Zhang, and Y.W. Du, Appl. Phys. Lett. 91, 092905 (2007).CrossRef
14.
Zurück zum Zitat V.R. Palkar, D.C. Kundaliya, and S.K. Malik, J. Appl. Phys. 93, 4337 (2003).CrossRef V.R. Palkar, D.C. Kundaliya, and S.K. Malik, J. Appl. Phys. 93, 4337 (2003).CrossRef
15.
Zurück zum Zitat V.A. Khomchenko, D.A. Kiselev, J.M. Vieira, A.L. Kholkin, M.A. Sa, and Y.G. Pogorelov, Appl. Phys. Lett. 90, 242901 (2007).CrossRef V.A. Khomchenko, D.A. Kiselev, J.M. Vieira, A.L. Kholkin, M.A. Sa, and Y.G. Pogorelov, Appl. Phys. Lett. 90, 242901 (2007).CrossRef
16.
Zurück zum Zitat V.A. Khomchenko, D.A. Kiselev, J.M. Vieira, L. Jian, A.L. Kholkin, A.M.L. Lopes, Y.G. Pogorelov, J.P. Araujo, and M. Maglione, J. Appl. Phys. 103, 024105 (2008).CrossRef V.A. Khomchenko, D.A. Kiselev, J.M. Vieira, L. Jian, A.L. Kholkin, A.M.L. Lopes, Y.G. Pogorelov, J.P. Araujo, and M. Maglione, J. Appl. Phys. 103, 024105 (2008).CrossRef
17.
Zurück zum Zitat V.A. Khomchenko, M. Kopcewicz, A.M.L. Lopes, Y.G. Pogorelov, J.P. Araujo, J.M. Vieira, and A.L. Kholkin, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 102003 (2008).CrossRef V.A. Khomchenko, M. Kopcewicz, A.M.L. Lopes, Y.G. Pogorelov, J.P. Araujo, J.M. Vieira, and A.L. Kholkin, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 102003 (2008).CrossRef
18.
Zurück zum Zitat D. Kothari, V.R. Reddy, A. Gupta, V. Sathe, A. Banerjee, S.M. Gupta, and A.M. Awaasthi, Appl. Phys. Lett. 91, 202505 (2007).CrossRef D. Kothari, V.R. Reddy, A. Gupta, V. Sathe, A. Banerjee, S.M. Gupta, and A.M. Awaasthi, Appl. Phys. Lett. 91, 202505 (2007).CrossRef
19.
Zurück zum Zitat B. Yu, M. Li, J. Liu, D. Guo, L. Pei, and X. Zhao, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 065003 (2008).CrossRef B. Yu, M. Li, J. Liu, D. Guo, L. Pei, and X. Zhao, J. Phys. D: Appl. Phys. 41, 065003 (2008).CrossRef
20.
Zurück zum Zitat J. Li, Y. Duan, H. He, and D. Song, J. Alloys and Compounds 315, 259 (2001).CrossRef J. Li, Y. Duan, H. He, and D. Song, J. Alloys and Compounds 315, 259 (2001).CrossRef
21.
Zurück zum Zitat K.S. Rao, D.M. Prasad, P. Murali Krishna, B.H. Bindu, and K. Suneetha, J. Mater. Sci. 42, 7363 (2007).CrossRef K.S. Rao, D.M. Prasad, P. Murali Krishna, B.H. Bindu, and K. Suneetha, J. Mater. Sci. 42, 7363 (2007).CrossRef
22.
Zurück zum Zitat A.R. Makhdoom, M.J. Akhtar, M.A. Rafiq, and M.M. Hassan, Ceram. Int. 38, 3829 (2012).CrossRef A.R. Makhdoom, M.J. Akhtar, M.A. Rafiq, and M.M. Hassan, Ceram. Int. 38, 3829 (2012).CrossRef
23.
Zurück zum Zitat F.S. Jesus, C.A. Escobedo, and A.M.B. Miro, Ceram. Int. 44, 15298 (2018).CrossRef F.S. Jesus, C.A. Escobedo, and A.M.B. Miro, Ceram. Int. 44, 15298 (2018).CrossRef
24.
Zurück zum Zitat B. Song, J. Shen, H. Zhao, A. Kumar, Q. Xu, Y. Zhai, and Q. Li, Ceram. Int. 47, 10873 (2021).CrossRef B. Song, J. Shen, H. Zhao, A. Kumar, Q. Xu, Y. Zhai, and Q. Li, Ceram. Int. 47, 10873 (2021).CrossRef
25.
Zurück zum Zitat N.R.M. Reddy, M.V. Ramana, K. Krishnaveni, K.V.S. Kumar, and V.R.K. Murthy, Bull. Mater. Sci. 30, 357 (2007).CrossRef N.R.M. Reddy, M.V. Ramana, K. Krishnaveni, K.V.S. Kumar, and V.R.K. Murthy, Bull. Mater. Sci. 30, 357 (2007).CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Z. Yu, C. Ang, R. Guo, A.S. Bhalla, and L.E. Cross, Appl. Phys. Lett. 80, 1034 (2002).CrossRef Z. Yu, C. Ang, R. Guo, A.S. Bhalla, and L.E. Cross, Appl. Phys. Lett. 80, 1034 (2002).CrossRef
27.
28.
Zurück zum Zitat H. Bouaamlat, N. Hadi, N. Belghiti, H. Sadki, M.N. Bennani, F. Abdi, T. Lamcharfi, M. Bouachrine, and M. Abarkan, Adv. Mater. Sci. Eng. Vol. 8689150, 8 (2020). H. Bouaamlat, N. Hadi, N. Belghiti, H. Sadki, M.N. Bennani, F. Abdi, T. Lamcharfi, M. Bouachrine, and M. Abarkan, Adv. Mater. Sci. Eng. Vol. 8689150, 8 (2020).
30.
31.
32.
Zurück zum Zitat R. Mazumder, P.S. Devi, D. Bhattacharya, P. Choudhury, A. Sen, and M. Raja, Appl. Phys. Lett. 91, 062510 (2007).CrossRef R. Mazumder, P.S. Devi, D. Bhattacharya, P. Choudhury, A. Sen, and M. Raja, Appl. Phys. Lett. 91, 062510 (2007).CrossRef
Metadaten
Titel
Ca Doping Concentration Induced Enhancement in Dielectric and Magnetic Properties of Bi1−xCaxFeO3 (x = 0.2 and 0.4) Ceramics
verfasst von
Kuldeep Mehta
Aditya Sharma
Jaiparkash
Publikationsdatum
10.06.2022
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electronic Materials / Ausgabe 8/2022
Print ISSN: 0361-5235
Elektronische ISSN: 1543-186X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11664-022-09723-3

Weitere Artikel der Ausgabe 8/2022

Journal of Electronic Materials 8/2022 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt