Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2017

20.02.2017

Effect of Co cations and oxygen vacancy on optical and magnetic properties of SrTi1−xCoxO3 nanoparticles prepared by the hydrothermal method

verfasst von: Attaphol Karaphun, Sitchai Hunpratub, Sumalin Phokha, Thanin Putjuso, Ekaphan Swatsitang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2017

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

SrTi1−xCoxO3 (x = 0, 0.05, 0.10 and 0.15) nanoparticles were synthesized by the hydrothermal method. Optical and magnetic properties based on Co cations and oxygen vacancy were studied in annealed samples. Phase and structure of all samples studied by X-ray diffraction results reveal a crystal of perovskite type with the formation of impurity phases of SrCO3 and Co3O4 in as-prepared and annealed samples of x = 0.15. Images of annealed samples obtained by scanning electron microscope and transmission electron microscope reveal cubic-like nanoparticles with the increase of average particle size from 103.85 ± 1.15 to 113.14 ± 2.27 nm due to the increase of Co content. In addition, the determined optical band gaps of annealed samples from the obtained ultraviolet–visible spectra are found to decrease from 3.148 to 2.417 eV. X-ray photoelectron spectroscopy results of annealed samples with x = 0.05 and 0.10 indicate the increase of oxygen vacancy (Vo) with increasing Co content and the existence of only Co2+ cation in a sample of x = 0.05 and both of Co2+ and Co3+ cations in a sample of x = 0.10. XANES results of annealed samples confirm the oxidation state 2 + and 3 + of Co cations. Magnetization (M) measurements using vibrating sample magnetometer reveal paramagnetic behavior in as-prepared samples and ferromagnetic behavior in annealed samples with saturation magnetization increases from 0.48 to 3.13 emu/g, owing to the increase of Co content. F-center exchange mechanism due to Co2+–Vo–Co2+ and Co3+–Vo–Co3+ couplings are proposed for the ferromagnetism. Temperature dependence of magnetization for annealed SrTi0.90Co0.10O3 sample measured in zero field-cooling and field-cooling modes indicate a Curie temperature above 280 K.

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!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat S.A. Wolf, D.D. Awschalom, R.A. Buhrman, J.M. Daughton, S. von Molnar, M.L. Roukes, A.Y. Chtchelkanova, D.M. Treger, Science. 294, 1488 (2001) S.A. Wolf, D.D. Awschalom, R.A. Buhrman, J.M. Daughton, S. von Molnar, M.L. Roukes, A.Y. Chtchelkanova, D.M. Treger, Science. 294, 1488 (2001)
5.
Zurück zum Zitat L. Bi, H.-S. Kim, G.F. Dionne, C.A. Ross, New J. Phys. 12, 043044 (2010)CrossRef L. Bi, H.-S. Kim, G.F. Dionne, C.A. Ross, New J. Phys. 12, 043044 (2010)CrossRef
6.
7.
Zurück zum Zitat A.K. Pradhan, D. Hunter, J.B. Dadson, T.M. Williams, K. Zhang, K. Lord, B. Lasley, R.R. Rakhimov, Appl. Phys. Lett. 86, 222503 (2005)CrossRef A.K. Pradhan, D. Hunter, J.B. Dadson, T.M. Williams, K. Zhang, K. Lord, B. Lasley, R.R. Rakhimov, Appl. Phys. Lett. 86, 222503 (2005)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat P.T. Qiao, Z.H. Zhao, Y.G. Zhao, X.P. Zhang, W.Y. Zhang, S.B. Ogale, S.R. Shinde, T. Venkatesan, S.E. Lofland, C. Lanci, Thin Solid Films 468, 8 (2004)CrossRef P.T. Qiao, Z.H. Zhao, Y.G. Zhao, X.P. Zhang, W.Y. Zhang, S.B. Ogale, S.R. Shinde, T. Venkatesan, S.E. Lofland, C. Lanci, Thin Solid Films 468, 8 (2004)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat G. Herranz, M. Basletic, M. Bibes, R. Ranchal, A. Hamzic, E. Tafra, K. Bouzehouane, E. Jacquet, J.P. Contour, A. Barthélémy, A. Fert, Phys. Rev. B 73, 064403 (2006)CrossRef G. Herranz, M. Basletic, M. Bibes, R. Ranchal, A. Hamzic, E. Tafra, K. Bouzehouane, E. Jacquet, J.P. Contour, A. Barthélémy, A. Fert, Phys. Rev. B 73, 064403 (2006)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat G. Herranz, R. Ranchal, M. Bibes, H. Jaffr`es, E. Jacquet, J.-L. Maurice, K. Bouzehouane, F. Wyczisk, E. Tafra, M. Basletic, A. Hamzic, C. Colliex, J.-P. Contour, A. Barth´el´emy, A. Fert, Phys. Rev. Lett. 96, 027207 (2006)CrossRef G. Herranz, R. Ranchal, M. Bibes, H. Jaffr`es, E. Jacquet, J.-L. Maurice, K. Bouzehouane, F. Wyczisk, E. Tafra, M. Basletic, A. Hamzic, C. Colliex, J.-P. Contour, A. Barth´el´emy, A. Fert, Phys. Rev. Lett. 96, 027207 (2006)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat S. Maensiri, K. Wongsaprom, E. Swatsitang, J. Appl. Phys. 102, 076110 (2007)CrossRef S. Maensiri, K. Wongsaprom, E. Swatsitang, J. Appl. Phys. 102, 076110 (2007)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat K. Wongsaprom, E. Swatsitang, S. Srijarania, S. Maensiri, S. Seraphin, Appl. Phys. Lett. 90, 162506 (2007)CrossRef K. Wongsaprom, E. Swatsitang, S. Srijarania, S. Maensiri, S. Seraphin, Appl. Phys. Lett. 90, 162506 (2007)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat E. Swatsitang, S. Hunpratub, S. Maensiri, Microelectron. Eng. 108, 209 (2013)CrossRef E. Swatsitang, S. Hunpratub, S. Maensiri, Microelectron. Eng. 108, 209 (2013)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat T. Putjuso, S. Maensiri, S. Hunpratub, E. Swatdisitang, Mater. Res. Bull. 47, 2270 (2012)CrossRef T. Putjuso, S. Maensiri, S. Hunpratub, E. Swatdisitang, Mater. Res. Bull. 47, 2270 (2012)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat A. Karaphun, S. Hunpratub, E. Swatsitang, Microelectron. Eng. 126, 42 (2014)CrossRef A. Karaphun, S. Hunpratub, E. Swatsitang, Microelectron. Eng. 126, 42 (2014)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat B.D. Cullity, S.R. Stock, Elements of X-ray Diffraction, 3rd edn. (Prentice Hall, New Jersey, 2001) pp. 388 B.D. Cullity, S.R. Stock, Elements of X-ray Diffraction, 3rd edn. (Prentice Hall, New Jersey, 2001) pp. 388
17.
Zurück zum Zitat S. Fuentes, R.A. Zarate, E. Chavez, P. Munoz, D. Diaz-Droguett, P. Leyton, J. Mater. Sci. 45, 1448 (2010)CrossRef S. Fuentes, R.A. Zarate, E. Chavez, P. Munoz, D. Diaz-Droguett, P. Leyton, J. Mater. Sci. 45, 1448 (2010)CrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat Z. Wang, M. Cao, Z. Yao, Q. Zhang, Z. Song, W. Hu, Q. Xu, H. Hao, H. Liu Z. Yu, J. Eur. Ceram. Soc. 34, 1755 (2014)CrossRef Z. Wang, M. Cao, Z. Yao, Q. Zhang, Z. Song, W. Hu, Q. Xu, H. Hao, H. Liu Z. Yu, J. Eur. Ceram. Soc. 34, 1755 (2014)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S. Fuentes, E. Chavez, L. Padilla-Campos, D.E. Diaz-Droguett, Ceram. Int. 39, 8823 (2013)CrossRef S. Fuentes, E. Chavez, L. Padilla-Campos, D.E. Diaz-Droguett, Ceram. Int. 39, 8823 (2013)CrossRef
21.
22.
Zurück zum Zitat M.C. Onbaşlı, T. Goto, A. Tang, A. Pan, E. Battal, A.K. Okyay, G.F. Dionne, C.A. Ross, Opt. Express 23, 13401 (2015) M.C. Onbaşlı, T. Goto, A. Tang, A. Pan, E. Battal, A.K. Okyay, G.F. Dionne, C.A. Ross, Opt. Express 23, 13401 (2015)
23.
24.
25.
Zurück zum Zitat M. Muralidharan, V. Anbarasu, A. Elaya Perumal, K. Sivakumar, Mater. Sci. 26, 6352 (2015) M. Muralidharan, V. Anbarasu, A. Elaya Perumal, K. Sivakumar, Mater. Sci. 26, 6352 (2015)
26.
Zurück zum Zitat C. Decorse-Pascanut, J. Berthon, L. Pinsard-Gaudart, N. Dragoe, P. Berthet, J. Magn. Magn. Mater. 321, 3526 (2009)CrossRef C. Decorse-Pascanut, J. Berthon, L. Pinsard-Gaudart, N. Dragoe, P. Berthet, J. Magn. Magn. Mater. 321, 3526 (2009)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat S. Ramachandran, A. Tiwari, A. Tiwari, J. Narayan, S. Ramachandran, Appl. Phys. Lett. 84, 5255 (2004)CrossRef S. Ramachandran, A. Tiwari, A. Tiwari, J. Narayan, S. Ramachandran, Appl. Phys. Lett. 84, 5255 (2004)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat X. Zhou, J. Xue, D. Zhou, Z. Wang, Y. Bai, X. Wu, X. Liu, J. Meng, ACS. Appl. Mater. Int. 2, 2689 (2010)CrossRef X. Zhou, J. Xue, D. Zhou, Z. Wang, Y. Bai, X. Wu, X. Liu, J. Meng, ACS. Appl. Mater. Int. 2, 2689 (2010)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat M. Veverka, P. Veverka, Z. Jira´k, O. Kaman, K. Knı´zˇek, M. Marysˇko, E. Pollert, K. Za´veˇta, J. Magn, Magn. Mater. 322, 2386 (2010)CrossRef M. Veverka, P. Veverka, Z. Jira´k, O. Kaman, K. Knı´zˇek, M. Marysˇko, E. Pollert, K. Za´veˇta, J. Magn, Magn. Mater. 322, 2386 (2010)CrossRef
Metadaten
Titel
Effect of Co cations and oxygen vacancy on optical and magnetic properties of SrTi1−xCoxO3 nanoparticles prepared by the hydrothermal method
verfasst von
Attaphol Karaphun
Sitchai Hunpratub
Sumalin Phokha
Thanin Putjuso
Ekaphan Swatsitang
Publikationsdatum
20.02.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-6543-0

Weitere Artikel der Ausgabe 11/2017

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2017 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt