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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 17/2019

19.08.2019

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

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 17/2019

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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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Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat S. Fusil, V. Garcia, A. Barthelemy, M. Bibes, Annu. Rev. Mater. Res. 44, 91–116 (2014)CrossRef S. Fusil, V. Garcia, A. Barthelemy, M. Bibes, Annu. Rev. Mater. Res. 44, 91–116 (2014)CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat N.C. Bristowe, J. Varignon, D. Fontaine, E. Bousquet, Ph Ghosez, Nat. Commun. 6, 6677 (2015)CrossRef N.C. Bristowe, J. Varignon, D. Fontaine, E. Bousquet, Ph Ghosez, Nat. Commun. 6, 6677 (2015)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat P. Ravindran, R. Vidaya, O. Eriksson, H. Fjellvag, Adv. Mater. 20, 1353–1356 (2008)CrossRef P. Ravindran, R. Vidaya, O. Eriksson, H. Fjellvag, Adv. Mater. 20, 1353–1356 (2008)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat D. Rahmedov, D. Wang, J. Iniguez, L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 109, 037207 (2012)CrossRef D. Rahmedov, D. Wang, J. Iniguez, L. Bellaiche, Phys. Rev. Lett. 109, 037207 (2012)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat S. Chauhan, M. Kumara, S. Chhokera, S.C. Katyal, H. Singh, M. Jewariya, K.L. Yadav, Solid State Commun. 152, 525–529 (2012)CrossRef S. Chauhan, M. Kumara, S. Chhokera, S.C. Katyal, H. Singh, M. Jewariya, K.L. Yadav, Solid State Commun. 152, 525–529 (2012)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat M.S. Bernardo, T. Jardiel, M. Peiteado, F.J. Mompean, M. Garcia-Hernandez, M.A. Garcia, M. Villegas, A.C. Caballero, Chem. Mater. 25(9), 1533–1541 (2013)CrossRef M.S. Bernardo, T. Jardiel, M. Peiteado, F.J. Mompean, M. Garcia-Hernandez, M.A. Garcia, M. Villegas, A.C. Caballero, Chem. Mater. 25(9), 1533–1541 (2013)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat V.A. Reddy, N.P. Pathak, R. Nath, Solid State Commun. 171, 40–45 (2013)CrossRef V.A. Reddy, N.P. Pathak, R. Nath, Solid State Commun. 171, 40–45 (2013)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat P. Kharel, S. Talebi, B. Ramachandran, A. Dixit, V.M. Naik, M.B. Sahana, C. Sudakar, R. Naik, M.S.R. Rao, G. Lawes, J. Phys. 21, 036001 (2009) P. Kharel, S. Talebi, B. Ramachandran, A. Dixit, V.M. Naik, M.B. Sahana, C. Sudakar, R. Naik, M.S.R. Rao, G. Lawes, J. Phys. 21, 036001 (2009)
15.
Zurück zum Zitat H. Deng, H. Deng, P. Yang, J. Chu, J. Mater. Sci. 23, 1215–1218 (2012) H. Deng, H. Deng, P. Yang, J. Chu, J. Mater. Sci. 23, 1215–1218 (2012)
16.
Zurück zum Zitat F. Chang, N. Zhang, F. Yang, S. Wang, G. Song, J. Phys. D 40, 24 (2007) F. Chang, N. Zhang, F. Yang, S. Wang, G. Song, J. Phys. D 40, 24 (2007)
17.
Zurück zum Zitat J.K. Kim, S.S. Kim, W.-J. Kim, Appl. Phys. Lett. 88(132901), 1–3 (2006) J.K. Kim, S.S. Kim, W.-J. Kim, Appl. Phys. Lett. 88(132901), 1–3 (2006)
19.
Zurück zum Zitat D. Sando, A. Barthelemy, M. Bibes, J. Phys. 26, 473201 (2014) D. Sando, A. Barthelemy, M. Bibes, J. Phys. 26, 473201 (2014)
20.
Zurück zum Zitat A. Kumar et al., J. Phys. 21, 382204 (2009) A. Kumar et al., J. Phys. 21, 382204 (2009)
21.
Zurück zum Zitat J.F. Scott, NPG Asia Mater. 5(e72), 1–11 (2013) J.F. Scott, NPG Asia Mater. 5(e72), 1–11 (2013)
23.
26.
Zurück zum Zitat D. Damjanovic, I.E.E.E. Trans, Ultrason. Ferroelectr. Freq Control 56, 1574–1585 (2009)CrossRef D. Damjanovic, I.E.E.E. Trans, Ultrason. Ferroelectr. Freq Control 56, 1574–1585 (2009)CrossRef
27.
28.
30.
Zurück zum Zitat M. Yashima, K. Omoto, J. Chen, H. Kato, X. Xing, Chem. Mater. 23, 3135 (2011)CrossRef M. Yashima, K. Omoto, J. Chen, H. Kato, X. Xing, Chem. Mater. 23, 3135 (2011)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat V. Kothai, A. Senyshynand, R. Ranjan, J. Appl. Phys. 113(8), 084102 (2013)CrossRef V. Kothai, A. Senyshynand, R. Ranjan, J. Appl. Phys. 113(8), 084102 (2013)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Carvajal RJ, FullPROF A (2011) Rietveld refinement and pattern matching analysis program laboratories. Leon Brillouin [CEA-CNRS], France Carvajal RJ, FullPROF A (2011) Rietveld refinement and pattern matching analysis program laboratories. Leon Brillouin [CEA-CNRS], France
33.
Zurück zum Zitat D.I. Woodward, I.M. Reaney, R.E. Eitel, C.A. Randall, J. Appl. Phys. 94, 3313 (2003)CrossRef D.I. Woodward, I.M. Reaney, R.E. Eitel, C.A. Randall, J. Appl. Phys. 94, 3313 (2003)CrossRef
34.
35.
Zurück zum Zitat Y.M. Jin, Y.U. Wang, A.G. Khachaturyan, J.F. Li, D. Viehland, Phys. Rev. Lett. 91, 197601 (2003)CrossRef Y.M. Jin, Y.U. Wang, A.G. Khachaturyan, J.F. Li, D. Viehland, Phys. Rev. Lett. 91, 197601 (2003)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat S. Bhattacharje, K. Taji, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, D. Pandey, Phys. Rev. B 84, 104116 (2011)CrossRef S. Bhattacharje, K. Taji, C. Moriyoshi, Y. Kuroiwa, D. Pandey, Phys. Rev. B 84, 104116 (2011)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat S.S. Arafat, S. Ibrahim, Mater. Sci. Appl. 8, 716–725 (2017) S.S. Arafat, S. Ibrahim, Mater. Sci. Appl. 8, 716–725 (2017)
39.
40.
Zurück zum Zitat J.B. Li, G.H. Rao, J.K. Liang, Y.H. Liu, J. Luo, J.R. Chen, Appl. Phys. Lett. 90, 162513 (2007)CrossRef J.B. Li, G.H. Rao, J.K. Liang, Y.H. Liu, J. Luo, J.R. Chen, Appl. Phys. Lett. 90, 162513 (2007)CrossRef
41.
42.
Zurück zum Zitat Chikazumi S, Ohta K, Adachi K, Tsuya N, Ishikawa Y (1975) Asakura-syoten, Tokyo (in Japanese), p 63 Chikazumi S, Ohta K, Adachi K, Tsuya N, Ishikawa Y (1975) Asakura-syoten, Tokyo (in Japanese), p 63
44.
Zurück zum Zitat K.C. Verma, J. Shah, R.K. Kotnala, J. Nanosci. Nanotechnol. 15, 1587–1590 (2015)CrossRef K.C. Verma, J. Shah, R.K. Kotnala, J. Nanosci. Nanotechnol. 15, 1587–1590 (2015)CrossRef
45.
46.
Zurück zum Zitat M.M. Kumar, A. Srinivas, S.V. Suryanarayana, G.S. Kumar, T. Bhimasankaran, Bull. Mater. Sci. 21, 251–255 (1998)CrossRef M.M. Kumar, A. Srinivas, S.V. Suryanarayana, G.S. Kumar, T. Bhimasankaran, Bull. Mater. Sci. 21, 251–255 (1998)CrossRef
47.
48.
Zurück zum Zitat R. Grossinger, G.V. Duong, R.S. Turtelli, J. Magn. Magn. Mater. 320, 1972–1977 (2008)CrossRef R. Grossinger, G.V. Duong, R.S. Turtelli, J. Magn. Magn. Mater. 320, 1972–1977 (2008)CrossRef
Metadaten
Titel
Influence of Cr3+ doping on multiferroic properties in the morphotropic phase boundary compositions of BiFeO3–PbTiO3 system
Publikationsdatum
19.08.2019
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 17/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-02030-4

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