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12.08.2016 | Ausgabe 1/2017

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2017

Crystal structure and magnetism of BiFeO3 nanoparticles regulated by rare-earth Tb substitution

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 1/2017
Autoren:
QiaoXia Xing, Zhonglin Han, Shifeng Zhao

Abstract

Tb-doped BiFeO3 nanoparticles were prepared using sol–gel method. The effect of Tb substitution on crystal structure and magnetism of BiFeO3 nanoparticles were investigated. It is shown that the crystal structure and magnetism of BiFeO3 nanoparticles are regulated by rare-earth Tb substitution. Particularly, the sizes of the particles are reduced to smaller than 100 nm after doping with Tb. The magnetization of Tb-doped BiFeO3 nanoparticles has been enhanced in magnitude, which is mainly attributed to the suppression of spin cycloid structure belonging to R3c phase fraction in the process of rhombohedral-to-orthorhombic structural phase transformations. At the meantime, the magnetic hysteresis loops show exchange bias towards negative axis. The exchange bias behaviors originate from the coupling interaction between antiferromagnetic core and ferromagnetic surface. The present work provides a route regulating the magnetization of BiFeO3 particles as well as further promoting its applications in multiferroic materials.

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