Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2017

23.11.2016

Effect of pH on electrical and magnetic properties of Al3Fe5O12 nanoparticles

verfasst von: K. Praveena, S. Matteppanavar, Hsiang-Lin Liu, K. Sadhana

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 5/2017

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

Al3Fe5O12 (AIG) nanopowders were synthesized at different pH using aqueous co-precipitation method. The effect of pH on the phase formation of AIG is characterized using XRD, TEM and TG/DTA. From Scherrer formula the average crystallite sizes were found to be 20, 25, 28 and 32 nm for pH 9, 10, 11 and 12. From TEM micrographs, the particle sizes of the powders were found to be 15, 21, 25 and 30 nm for pH 9, 10, 11 and 12, respectively. It is found that as the pH of the solution increase the particle size also increases. It is clear from the TG/DTA curves that as the pH is increasing the weight losses were found to be small. The obtained nanopowders were further sintered at 900 °C/4 h using conventional sintering method. The phase formation is completed at 800 °C which is correlated with TG/DTA. X-ray photoelectron spectroscopy is used to study the electronic state of the AIG sample. The average grain size of the samples is found to be ~55 nm. Room temperature magnetization measurements established these compounds to be soft magnetic. The room temperature dielectric and magnetic properties (ε′, ε″, µ′ and µ″) of AIG was studied over a wide range of frequency 1 MHz–1.8 GHz. The dielectric constant was found to decrease with increasing frequency. With increase of pH both ε′ and µ′ increased. The Curie temperature was confirmed to be from 560 K (~287 °C) based on the dielectric anomaly observed when these measurements were carried out over a temperature range of 300–600 K. The ferromagnetic resonance linewidth is found to be increasing from 77 to 142 Oe and the effective saturation magnetization (4πMeff) is found to be higher compare to effective saturation magnetization (4πMs) by VSM. This finding provides a new route for AIG materials could be useful for various applications for spintronics.

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!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat M. Wu, A. Hoffmann, Recent Advances in Magnetic Insulators-from Spintronics to Microwave Applications, in Solid State Physics, vol. 64 (Academic Press, Cambridge, 2013) M. Wu, A. Hoffmann, Recent Advances in Magnetic Insulators-from Spintronics to Microwave Applications, in Solid State Physics, vol. 64 (Academic Press, Cambridge, 2013)
4.
Zurück zum Zitat C. Du, H. Wang, P. Chris Hammel, F. Yang, J. Appl. Phys. 117, 172603 (2015)CrossRef C. Du, H. Wang, P. Chris Hammel, F. Yang, J. Appl. Phys. 117, 172603 (2015)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat A. Hamadeh, O. d’Allivy Kelly, C. Hahn, H. Meley, R. Bernard, A.H. Molpeceres, V.V. Naletov, M. Viret, A. Anane, V. Cros, S.O. Demokritov, J.L. Prieto, M. Munoz, G. de Loubens, O. Klein, Phys. Rev. Lett. 113, 197203 (2014)CrossRef A. Hamadeh, O. d’Allivy Kelly, C. Hahn, H. Meley, R. Bernard, A.H. Molpeceres, V.V. Naletov, M. Viret, A. Anane, V. Cros, S.O. Demokritov, J.L. Prieto, M. Munoz, G. de Loubens, O. Klein, Phys. Rev. Lett. 113, 197203 (2014)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat J. Sklenar, W. Zhang, M.B. Jungfleisch, W. Jiang, H. Chang, J.E. Pearson, M. Wu, J.B. Ketterson, A. Hoffmann, Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. 92, 174406 (2015)CrossRef J. Sklenar, W. Zhang, M.B. Jungfleisch, W. Jiang, H. Chang, J.E. Pearson, M. Wu, J.B. Ketterson, A. Hoffmann, Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. 92, 174406 (2015)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat M.B. Jungfleisch, W. Zhang, J. Sklenar, J. Ding, W. Jiang, H. Chang, F.Y. Fradin, J.E. Pearson, J.B. Ketterson, V. Novosad, M. Wu, A. Hoffmann, Phys. Rev. Lett. 116, 057601 (2016)CrossRef M.B. Jungfleisch, W. Zhang, J. Sklenar, J. Ding, W. Jiang, H. Chang, F.Y. Fradin, J.E. Pearson, J.B. Ketterson, V. Novosad, M. Wu, A. Hoffmann, Phys. Rev. Lett. 116, 057601 (2016)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat A.V. Chumak, V.I. Vasyuchka, A.A. Serga, B. Hillebrands, Nat. Phys. 11, 453 (2015)CrossRef A.V. Chumak, V.I. Vasyuchka, A.A. Serga, B. Hillebrands, Nat. Phys. 11, 453 (2015)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat J. Ding, M. Kostylev, A.O. Adeyeye, Appl. Phys. Lett. 100, 073114 (2012)CrossRef J. Ding, M. Kostylev, A.O. Adeyeye, Appl. Phys. Lett. 100, 073114 (2012)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat V.E. Demidov, S. Urazhdin, H. Ulrichs, V. Tiberkevich, A. Slavin, D. Baither, G. Schmitz, S.O. Demokritov, Nat. Mater. 11, 1028 (2012) V.E. Demidov, S. Urazhdin, H. Ulrichs, V. Tiberkevich, A. Slavin, D. Baither, G. Schmitz, S.O. Demokritov, Nat. Mater. 11, 1028 (2012)
11.
Zurück zum Zitat W. Jiang, P. Upadhyaya, W. Zhang, G. Yu, M.B. Jungfleisch, F.Y. Fradin, J.E. Pearson, Y. Tserkovnyak, K.L. Wang, O. Heinonen, S.G.E. te Velthuis, A. Hoffmann, Science 349, 283 (2015)CrossRef W. Jiang, P. Upadhyaya, W. Zhang, G. Yu, M.B. Jungfleisch, F.Y. Fradin, J.E. Pearson, Y. Tserkovnyak, K.L. Wang, O. Heinonen, S.G.E. te Velthuis, A. Hoffmann, Science 349, 283 (2015)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat V. Singh, V.K. Rai, S. Watanabe, T.K. Gundu Rao, I. Ledoux-Rak, H.-Y. Kwak, Appl. Phys. B 101, 631 (2010)CrossRef V. Singh, V.K. Rai, S. Watanabe, T.K. Gundu Rao, I. Ledoux-Rak, H.-Y. Kwak, Appl. Phys. B 101, 631 (2010)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat V.D. Murumkar, K.B. Modi, K.M. Jadhav, G.K. Bichile, R.G. Kulkarni, Mater. Lett. 32, 281 (1997)CrossRef V.D. Murumkar, K.B. Modi, K.M. Jadhav, G.K. Bichile, R.G. Kulkarni, Mater. Lett. 32, 281 (1997)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat H.I. Won, H.H. Nersisyan, C.W. Won, K.H. Lee, Mater. Chem. Phys. 129, 955 (2011)CrossRef H.I. Won, H.H. Nersisyan, C.W. Won, K.H. Lee, Mater. Chem. Phys. 129, 955 (2011)CrossRef
15.
16.
17.
Zurück zum Zitat K. Sadhana, S.R. Murthy, K. Praveena, Mater. Sci. Semicond. Process. 34, 305 (2015)CrossRef K. Sadhana, S.R. Murthy, K. Praveena, Mater. Sci. Semicond. Process. 34, 305 (2015)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat D. Vandormael, F. Grandjean, D. Hautot, G.J. Long, J. Phys. Condens. Matter 13, 1759 (2001)CrossRef D. Vandormael, F. Grandjean, D. Hautot, G.J. Long, J. Phys. Condens. Matter 13, 1759 (2001)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat X. Guo, A.H. Tavakoli, S. Sutton, R.K. Kukkadapu, L. Qi, A. Lanzirotti, M. Newville, M. Asta, A. Navrotsky, Chem. Mater. 26, 1133 (2014)CrossRef X. Guo, A.H. Tavakoli, S. Sutton, R.K. Kukkadapu, L. Qi, A. Lanzirotti, M. Newville, M. Asta, A. Navrotsky, Chem. Mater. 26, 1133 (2014)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat B.E. Warren, X-ray Diffraction (Addison-Wesley, Reading, 1969) B.E. Warren, X-ray Diffraction (Addison-Wesley, Reading, 1969)
21.
Zurück zum Zitat K. Praveena, K. Sadhana, S. Srinath, S. Ramana Murthy, in AIP Conference Proceedings, vol. 1447 (2012), p. 291 K. Praveena, K. Sadhana, S. Srinath, S. Ramana Murthy, in AIP Conference Proceedings, vol. 1447 (2012), p. 291
22.
Zurück zum Zitat K. Sadhana, S.R. Murthy, K. Praveena, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 5130 (2014)CrossRef K. Sadhana, S.R. Murthy, K. Praveena, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 5130 (2014)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat P. Ayub, V.R. Palkar, S. Chatopadhyay, M. Multani, Phys. Rev. B 51, 6135 (1995)CrossRef P. Ayub, V.R. Palkar, S. Chatopadhyay, M. Multani, Phys. Rev. B 51, 6135 (1995)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat N. Yahya, R.A.H. Masoud, H. Daud, A.A. Aziz, H.M. Zaid, Am. J. Eng. Appl. Sci. 2, 76 (2009)CrossRef N. Yahya, R.A.H. Masoud, H. Daud, A.A. Aziz, H.M. Zaid, Am. J. Eng. Appl. Sci. 2, 76 (2009)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat P. Ayub, M. Multani, M. Barma, V.R. Palkar, R. Vijayaraghavan, J. Phys. C 21, 2229 (1988)CrossRef P. Ayub, M. Multani, M. Barma, V.R. Palkar, R. Vijayaraghavan, J. Phys. C 21, 2229 (1988)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat L. Xifeng, H. Wang, Y. Yang, T. Liu, J. Mater. Sci. Technol. 27, 245 (2011)CrossRef L. Xifeng, H. Wang, Y. Yang, T. Liu, J. Mater. Sci. Technol. 27, 245 (2011)CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat P. Vaqueiro, M.P. Crosnier-Lopez, M.A. Lopez-Quintela, J. Solid State Chem. 126, 161 (1996)CrossRef P. Vaqueiro, M.P. Crosnier-Lopez, M.A. Lopez-Quintela, J. Solid State Chem. 126, 161 (1996)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat A. Potdevin, G. Chadeyron, D. Boyer, R. Mahiou, J. Non-Cryst, Solids 352, 2510 (2006) A. Potdevin, G. Chadeyron, D. Boyer, R. Mahiou, J. Non-Cryst, Solids 352, 2510 (2006)
31.
Zurück zum Zitat R.A. Mc Currie, Ferromagnetic Materials: Structure and Properties (Academic Press, University of Michigan, Cambridge, 1954), p. 352 R.A. Mc Currie, Ferromagnetic Materials: Structure and Properties (Academic Press, University of Michigan, Cambridge, 1954), p. 352
32.
Zurück zum Zitat Y.F. Chen, K.T. Wu, Y.D. Yao, C.H. Peng, K.L. You, W.S. Tse, Microelectron. Eng. 81, 329 (2005)CrossRef Y.F. Chen, K.T. Wu, Y.D. Yao, C.H. Peng, K.L. You, W.S. Tse, Microelectron. Eng. 81, 329 (2005)CrossRef
33.
34.
Zurück zum Zitat R.D. Sanchez, J. Rivas, P. Vaqueiro, J. Magn. Magn. Mater. 247, 92 (2002)CrossRef R.D. Sanchez, J. Rivas, P. Vaqueiro, J. Magn. Magn. Mater. 247, 92 (2002)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat X.Z. Guo, B.G. Ravi, P.S. Devi, J.C. Hanson, J. Margolies, R.J. Gambino, J.B. Parise, S. Sampath, J. Magn. Magn. Mater. 295, 145 (2005)CrossRef X.Z. Guo, B.G. Ravi, P.S. Devi, J.C. Hanson, J. Margolies, R.J. Gambino, J.B. Parise, S. Sampath, J. Magn. Magn. Mater. 295, 145 (2005)CrossRef
36.
37.
Zurück zum Zitat J. Smit, H.P.J. Wijn, Ferrites (Wiley, New York, 1959) J. Smit, H.P.J. Wijn, Ferrites (Wiley, New York, 1959)
38.
Zurück zum Zitat J. Smit, H.P.J. Wijn, Les Ferrites (Dunod, Paris, 1961) J. Smit, H.P.J. Wijn, Les Ferrites (Dunod, Paris, 1961)
39.
Zurück zum Zitat A.K. Singh, T.C. Goel, R.G. Mendiratta, J. Appl. Phys. 91, 6626 (2002)CrossRef A.K. Singh, T.C. Goel, R.G. Mendiratta, J. Appl. Phys. 91, 6626 (2002)CrossRef
40.
41.
Zurück zum Zitat J.T.S. Irvine, A. Huanosta, R. Velenzuela, A.R. West, J. Am. Ceram. Soc. 73, 729 (1990)CrossRef J.T.S. Irvine, A. Huanosta, R. Velenzuela, A.R. West, J. Am. Ceram. Soc. 73, 729 (1990)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat L.L. Hench, J.K. West, Principles of Electronic Ceramics (Wiley, New York, 1990), p. 346 L.L. Hench, J.K. West, Principles of Electronic Ceramics (Wiley, New York, 1990), p. 346
44.
46.
Zurück zum Zitat K. Ishino, Y. Narumiya, Am. Ceram. Bull. 66, 1469 (1987) K. Ishino, Y. Narumiya, Am. Ceram. Bull. 66, 1469 (1987)
48.
Zurück zum Zitat V.P. Shilov, J.C. Bacri, F. Gazeau, F. Gendron, R. Perzynski, Y.L. Raikher, J. Appl. Phys. 85, 6642 (1999)CrossRef V.P. Shilov, J.C. Bacri, F. Gazeau, F. Gendron, R. Perzynski, Y.L. Raikher, J. Appl. Phys. 85, 6642 (1999)CrossRef
49.
50.
Zurück zum Zitat L.T. Rabinkin, Z.I. Novikova, Ferrites, Izv. Acad. Nauk (USSR, Minsk, 1960), p. 146 L.T. Rabinkin, Z.I. Novikova, Ferrites, Izv. Acad. Nauk (USSR, Minsk, 1960), p. 146
51.
Zurück zum Zitat B. Bhoi, N. Venkataramani, R.P.R.C. Aiyar, S. Prasad, IEEE Trans. Magn. 49, 990 (2013)CrossRef B. Bhoi, N. Venkataramani, R.P.R.C. Aiyar, S. Prasad, IEEE Trans. Magn. 49, 990 (2013)CrossRef
Metadaten
Titel
Effect of pH on electrical and magnetic properties of Al3Fe5O12 nanoparticles
verfasst von
K. Praveena
S. Matteppanavar
Hsiang-Lin Liu
K. Sadhana
Publikationsdatum
23.11.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 5/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-6038-4

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2017

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2017 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt