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19.08.2019 | Ausgabe 17/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 17/2019

Influence of Cr3+ doping on multiferroic properties in the morphotropic phase boundary compositions of BiFeO3–PbTiO3 system

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 17/2019
Autoren:
Naveen Kumar, Bastola Narayan, Tarang Mehrotra, Amit Kumar, Manoj Kumar, Rajeev Ranjan, Sanjeev Kumar, Jyoti Shah, R. K. Kotnala
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

In this paper, we have investigated the effect of Cr3+ substitution on the crystal structure, microstructure, dielectric and magnetic behavior of the morphotropic phase boundary (MPB) composition of the multiferroic ceramic 0.675BiFe(1−x)CrxO3–0.325PbTiO3 (x = 0, 0.02 and 0.05). The average grain size of the specimens increased from ~ 150 nm for x = 0 to 470 nm for x = 0.05. Rietveld refinement analysis of the X-Ray powder diffraction patterns confirmed the coexistence of multiphase i.e. monoclinic Cc and tetragonal P4 mm polymorphs for all the compositions. The system exhibits weak ferromagnetism for x = 0.05. We estimated the magnetoelectric interaction constant (γ ~ 0.31) for x = 0.05 by Ginzburg–Landau theory. The value of magnetoelectric coupling coefficient (\(\alpha_{ME}\)) is found to be 0.054 mV/cm-Oe, 0.073 mV/cm-Oe, 0.133 mV/cm-Oe for x = 0, 00.02 and 0.05, respectively. High temperature dielectric data also reveals that Curie temperature decreases with increasing Cr3+ concentration.

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