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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2020

17.04.2020

Ferrimagnetic to antiferromagnetic transition and complex impedance analysis of Cr-doped magnesium ferrite nanoparticles

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2020

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Abstract

The chromium-doped magnesium ferrite (MgCrxFe2−xO4, x = 0.0, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, and 2.0) were prepared using sol–gel technique. X-ray diffraction scans confirmed the cubic spinel structure for all the nanoparticles samples. Reduction in lattice parameter and average crystallite size with increasing Cr3+ concentration was observed due to smaller ionic radii of Cr3+ (0.67 Å) ions as compared to Fe3+ (0.63 Å) ions. In FTIR vibrational studies, the addition of Cr3+ shows the splitting of ν1 band into two sub-bands due to variation of bond strength between same cations present at tetrahedral and octahedral lattice sites. With increasing Cr3+ concentration, the ZFC–FC magnetic curves revealed a ferrimagnetic (FiM) to antiferromagnetic (AFM) transition as compound transformed from MgFe2O4 to MgCr2O4. The M–H loops revealed decrease in saturation magnetization with increase in Cr3+ concentration which is attributed to FiM to AFM transition. The coercivity showed a non-monotonic behavior and has maximum value of 750 Oe for x = 1.2 due to overlapping of blocking and Neel transition temperatures. The dielectric properties showed a decreasing trend with increasing Cr3+ concentration. The room temperature impedance spectroscopy (Nyquist plots) was simulated using equivalent RC circuit model and an appearance of second semi-circle in the Nyquist plot with increasing Cr3+ concentration is observed which can be attributed to the contribution of grains in the hooping mechanism.

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Zurück zum Zitat M. Atif, M. Idrees, M. Nadeem, M. Siddique, M. Ashraf, RSC Adv. 6, 20876 (2016) M. Atif, M. Idrees, M. Nadeem, M. Siddique, M. Ashraf, RSC Adv. 6, 20876 (2016)
Metadaten
Titel
Ferrimagnetic to antiferromagnetic transition and complex impedance analysis of Cr-doped magnesium ferrite nanoparticles
Publikationsdatum
17.04.2020
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03393-9

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